Глибоководна істота Vampyroteuthis infernalis, відома як «кальмар-вампір із пекла», стала об’єктом генетичного прориву. Вчені з Віденського університету секвенували її геном, який виявився найбільшим серед головоногих — понад 11 мільярдів пар основ. Попри назву, ця істота не є ані кальмаром, ані восьминогом, проте зберігає хромосомну архітектуру, спільну з предками сучасних восьминогів і кальмарів. Про це повідомляє медіа про науку, технології та здоров’я КРВ.медіа з посиланням на текст дослідження, опублікованого в журналі iScience.
Унікальний геном Vampyroteuthis infernalis
Секвенування геному Vampyroteuthis infernalis стало проривом для науки. Його ДНК налічує від 11 до 14 гігабаз (мільярдів пар основ) — це вдвічі більше, ніж у попереднього «рекордсмена» серед головоногих. Наприклад, геном звичайної каракатиці (Sepia officinalis) містить 5,5 гігабаз, тоді як восьминоги мають ще менші геноми — від 2,2 до 2,7 гігабаз.
Геном — це повний набір генетичної інформації організму, що міститься в ДНК. Його обсяг вимірюється в кількості пар основ — «букв» коду життя: аденіну (A), тиміну (T), гуаніну (G) і цитозину (C).
Особливістю «кальмара-вампіра» є велика кількість повторюваних ділянок ДНК — вони становлять 62% його геному. Ці фрагменти не кодують білки, проте значно збільшують загальний обсяг генетичної інформації.
Це відкриття стало можливим завдяки зразку, який було випадково виловлено дослідницьким судном Токайського університету під час експедиції в затоці Суруга, Японія.
Місце «кальмара-вампіра» на дереві еволюції
Vampyroteuthis infernalis — це не кальмар і не восьминіг. Він належить до окремої еволюційної гілки, яка збереглася у вигляді одного виду — всі інші її представники вимерли. Його походження сягає приблизно 183 мільйонів років, що дає підстави вважати його «живою скам’янілістю».
З точки зору сучасної таксономії, Vampyroteuthis infernalis належить до підряду Vampyromorphida — найближчих сучасних родичів восьминогів, які зберегли низку предкових рис, характерних також для кальмарів.
Хоча «кальмар-вампір» має вісім щупалець (як восьминоги), його хромосомна структура частково зберігає риси десятищупальцевих родичів — кальмарів і каракатиць. Це свідчить про спільного предка для всіх сучасних головоногих, який жив близько 300 мільйонів років тому.
Генетик Олег Сімаков з Віденського університету зазначає, що Vampyroteuthis infernalis перебуває «на межі між кальмарами та восьминогами», демонструючи ознаки обох груп.
Хромосомні зміни як рушій еволюції восьминогів
Порівняння з іншими секвенованими геномами головоногих — серед яких були кальмари, каракатиці, восьминоги, а також наутилус і аргонавт — дозволило дослідникам з’ясувати, що восьминоги зазнали процесу, відомого як «злиття з перемішуванням» (fusion-with-mixing).
Цей процес полягає в об’єднанні початкової кальмароподібної хромосомної структури з новими, восьминогоподібними елементами. Результатом стала складна хромосомна організація, яка сприяла формуванню унікальних властивостей восьминогів — зокрема, високої нервової активності та складної поведінки.
Натомість у Vampyroteuthis infernalis ці еволюційні перебудови відбувалися повільніше, тож він зберіг генетичні риси предкової форми, що робить його особливо цінним для вивчення.
Серед додаткових об’єктів дослідження був також «аргонавт мутний» (Argonauta hians) — восьминіг, самки якого мають зовнішню мушлю. Це дозволило точніше зіставити зміни між лініями восьминогів, кальмарів і кальмара-вампіра.
Отримані результати свідчать, що «кальмар-вампір» є своєрідним генетичним «Розетським каменем» для науки про еволюцію головоногих.
Генетик Емеше Тот з Віденського університету зазначає, що Vampyroteuthis infernalis зберігає «генетичну спадщину, яка передує розходженню ліній восьминогів і кальмарів», дозволяючи вченим зазирнути в найдавніші етапи розвитку цих морських істот.
Дослідження проводили науковці з Віденського університету (Австрія) під керівництвом геномістів Олега Сімакова та Емеше Тот, у співпраці з японськими колегами з Токайського університету.
Це відкриття створює нові можливості для розуміння еволюційних механізмів, що формували головоногих, і може сприяти подальшим дослідженням у галузі нейробіології, генетики та біоінженерії.
