22. 5. 2008 | Mladina 21 | Družba
V evolucijski stranski ulici
Kaj o kljunašu - pol raci, pol bobru - pove njegov genom?
Dekodiranje genskih zapisov živih organizmov je v minulih nekaj letih postalo hobi številnih genetikov. Dokler je bila tehnologija določanja nukleotidnih zaporedij (t. i. sekveniranje) razmeroma draga, so se znanstveniki osredotočali na manjše in manj zapletene organizme. Čast prvega prostoživečega živega organizma, katerega genom so v celoti dekodirali, je leta 1995 pripadla bakteriji Haemophilus influenzae. Počasi so sledili zapletenejši organizmi, leta 2000 vinska mušica, istega leta kot prva rastlina navadni repnjakovec, leta 2002 riž. Tega leta je bil dekodiran tudi prvi genom sesalca, kot vedno je »nastradala« navadna hišna miš. V tistem času so se kupi denarja že zlivali v »human genome project«, torej projekt razvozlavanja človeškega genskega zapisa. Dokončanje tega projekta smo dočakali pred dvema letoma. Do danes so med bolj znanimi organizmi »padle« še genske kode vinske trte, komarja, čebele, kokoši, psa, konja, šimpanza ... V tem času se je cena sekveniranja že toliko znižala, da so znanstveniki začeli dobivati tudi zamisli za dekodiranje genomov bolj čudnih živali. In ko govorimo o čudnih živalih, preprosto ne moremo mimo kljunaša.
Kljunaš je skrajno čudna žival. Ima kljun kot raca, rep in kožuh kot bober, lahko piči kot kača (samo samci), a strupnike ima na zadnjih nogah, ki so podobne vidrinim. In čeprav spada med sesalce, leže jajca. In čeprav leže jajca, proizvaja mleko in doji mladiče. In čeprav doji mladiče, nima bradavic. Mleko pronica skozi kožo na trebuhu. Mladiči imajo zobe, vendar ti z odraščanjem izginejo. Ko plava pod vodo, zapre oči, ušesa in nosnice ter se zanaša na elektro- in kemične receptorje. Kljunaš je tako čudna žival, da naj bi bili evropski biologi, ko so na začetku 19. stoletja prvič zagledali primerek, začeli iskati šive, ker so hoteli razkriti to »neslano šalo«. Tako pozno smo ga v Evropi spoznali zato, ker je kljunaš avstralski endemit. To pa je seveda tudi eden glavnih razlogov za njegovo nenavadnost.
Konzorcij znanstvenikov pod vodstvom Washington University School of Medicine iz St. Lousia si je torej zastavil nalogo ugotoviti, ali je tudi genski zapis kljunaša videti tako čudno kot žival sama. In odgovor je: da! Konzorcij je svoje ugotovitve objavil v začetku maja v reviji Nature. Naslov v New Yorku Timesu se je glasil »Čuden je tudi od znotraj«. Čeprav kljunaš spada med sesalce, ima veliko genov, značilnih za plazilce in ptice. Geni za proizvajanje mleka so podobni tistim pri kravi in človeku. Človek ima dva kromosoma, ki določata spol. Kljunaš jih ima deset, poleg tega so bolj podobni ptičjim. Geni za proizvajanje strupa - kljunaš je edini sesalec s to sposobnostjo - so zelo podobni tistim pri plazilcih, vendar naj bi se izkazalo, da so se razvili na isti podlagi, a povsem neodvisno. Znanstveniki so kljunašev genom sicer primerjali z genskimi zapisi človeka, miši, psa, oposuma in kokoši ter ugotovili, da ima z njimi kljub vsemu enakih 82 odstotkov genov.
Kljunaš naj bi bil samostojno evolucijsko pot začel pred približno 166 milijoni let, v jurskem obdobju mezozoika, ko so se stokovci, med katere spada (danes živi še pet vrst stokovcev, poleg kljunaša še štiri vrste kljunatih ježkov), ločili od drugih sesalcev. Genski zapis kaže, da so kljunaši, kar zadeva evolucijo vzreje potomcev, ostali na prehodu med leženjem jajc in notranjo inkubacijo. To naj bi dokazovalo dejstvo, da ima kokoš tri gene za proizvajanje rumenjaka, kljunaš pa premore le enega. Kaže pa tudi na to, da se je sposobnost proizvajanja mleka razvila še pred sposobnostjo kotenja živih mladičev.
Dekodiranje genoma kljunaša pa ima poleg tega, da mu lahko zdaj brez kančka slabe vesti rečemo »čudak«, tudi druge, koristnejše posledice. Kot je za New York Times dejal direktor ameriškega Nacionalnega inštituta za raziskave genomov Francis S. Collins: »Na prvi pogled je kljunaš res videti kot evolucijska nesreča. Vendar je njegov genski zapis neprecenljiv za razumevanje evolucijskega razvoja bioloških procesov pri sesalcih.« Skratka, genom bo lahko rabil kot pomembna referenca pri datiranju posameznih evolucijskih sprememb. Pa ne le to. Novi podatki o posameznih »mobilnih elementih« v genskih zapisih, kot jim pravi Mark Batzer z Univerze v Louisiani, naj bi omogočali boljše razumevanje gensko pogojenih bolezni. Gensko zaporedje, ki določa proizvodnjo mleka pri kljunaših, pa menda zelo zanima mlekarsko industrijo.
Zakup člankov
Celoten članek je na voljo le naročnikom. Če želite zakupiti članek, je cena 4,2 EUR. S tem nakupom si zagotovite tudi enotedenski dostop do vseh ostalih zaklenjenih vsebin. Kako do tedenskega zakupa?
Pisma bralcev pošljite na naslov pisma@mladina.si. Minimalni pogoj za objavo je podpis z imenom in priimkom ter naslov. Slednji ne bo javno objavljen.