Australischer Lungenfisch hat das größte Genom, das jemals sequenziert wurde Der luftatmende Fisch entthront den mexikanischen Axolotl um den Titel des größten bekannten Genoms im Tierreich
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Alex Fox SMITHSONIANMAG.COM 27. JANUAR 2021
Neue Forschungsergebnisse legen nahe, dass der australische Lungenfisch das größte Genom aller jemals sequenzierten Tiere aufweist, berichtet Donna Lu von New Scientist . Die Studie zeigt auch, dass Lungenfische am engsten mit Menschen und anderen landliebenden Wirbeltieren verwandt sind.
Wie der Name schon sagt, lebt dieser seltsame Fisch in Australien und kann laut Australian Museum mit einer einzigen, länglichen Lunge Luft atmen, wenn das Wasser knapp oder sauerstoffarm ist . Dieser primitiv aussehende Fisch mit seinen schweren plattenartigen Schuppen und gelappten Flossen hat ein Genom von 43 Milliarden Basenpaaren - ungefähr das 14-fache der Anzahl von Basenpaaren im menschlichen Genom. Der bisherige Rekordhalter, der Mexikaner Axolotl , hat ein Genom aus 32 Milliarden Basenpaaren. Die Forscher berichteten letzte Woche in der Zeitschrift Nature über ihre Ergebnisse .
Das Genom des Lungenfisches war so groß, dass die Sequenzierung selbst mit den neuesten Computern schätzungsweise 100.000 Stunden Verarbeitungsleistung in Anspruch nahm, sagt Siegfried Schloissnig, Genetiker am Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie in Österreich (IMP), gegenüber New Scientist .
Die Untersuchung des riesigen Genoms des australischen Lungenfisches könnte dazu beitragen, die genetischen Wurzeln von Anpassungen aufzudecken, die es fischartigen Vorfahren vor etwa 400 Millionen Jahren ermöglichten, an Land zu kriechen. Das sequenzierte Genom zeigt einige überraschende Überlappungen zwischen Menschen und diesem schuppigen Wassertier. Zum Beispiel steuern dieselben Gene die embryonale Entwicklung der Lunge und den Geruchssinn beim australischen Lungenfisch und beim Menschen, obwohl unsere Evolutionspfade vor etwa 420 Millionen Jahren auseinander gingen.
"Die Lungen von Lungenfischen können daher evolutionär auf denselben Ursprung zurückgeführt werden wie die von Landwirbeltieren, einschließlich Menschen", sagt Axel Meyer, Evolutionsbiologe an der Universität Konstanz und einer der Mitautoren der Studie, in a Erklärung .
Die vorderen Flossen dieses luftatmenden Fisches haben sogar eine Ulna und einen Radius wie unsere Unterarme und sie werden von denselben Genen codiert, berichtet Tessa Koumoundouros für Science Alert .
„Um aus dem Wasser zu kommen, muss man sich an einen terrestrischen Lebensstil anpassen“, erzählt Schloissnig New Scientist . „Man muss Luft atmen können, man muss riechen können. Wenn man es aus einer genomischen Perspektive betrachtet, befindet es sich genomisch auf halbem Weg zwischen einem Fisch und einem Wirbeltier an Land. “
Angesichts dieser auffälligen genetischen Überschneidungen ist es möglicherweise nicht verwunderlich, dass der australische Lungenfisch der am nächsten lebende Verwandte der Fische ist, die das Land zuerst kolonisierten und dann über 400 Millionen Jahre lang Menschen hervorbrachten. Zuvor hatten die Forscher den ähnlich lappenförmigen Coelacanth als das lebende Fossil eingestuft, das laut Science Alert am engsten mit den Pionierfischen verwandt war, die das Wasser verlassen hatten .
"Es besteht kein Zweifel, dass das neu sequenzierte Genom in Zukunft mehr Geheimnisse dieses bizarren Wirbeltiers enthüllen wird", sagt Elly Tanaka, Molekularbiologin am IMP und Mitautorin der Forschung, in einer Erklärung . "Es kann uns nicht nur Dinge über Anpassungen an das Leben an Land beibringen, sondern auch erklären, wie sich bestimmte Genome entwickeln, um so groß zu werden."