Kamgeléer er muligvis den første slægt, der forgrener sig fra et evolutionært træ

En forsker ved University of Alabama var en del af en ny undersøgelse, der giver yderligere beviser til støtte for en kontroversiel hypotese om, at en gruppe havdyr, der almindeligvis kaldes kamgeléer, var de første, der brød væk fra alle andre dyr, gør det til den ældste overlevende dyreslægt.

Dr. Kevin M. Kocot, UA assisterende professor i biologiske videnskaber og kurator for hvirvelløse zoologi i Alabama Museum of Natural History, er medforfatter på et papir udgivet i Natur Økologi &Evolution der skitserer resultaterne.

Arbejdet blev ledet af Dr. Nathan Whelan som post-doc forsker i laboratoriet hos Dr. Ken Halanych, professor i biologiske videnskaber ved Auburn University og direktør for Molette Biology Laboratory for Environmental and Climate Change Studies.

Kam gelé, hvis videnskabelige navn er Ctenophora, er en gruppe hvirvelløse dyr, der svømmer med rækker af cilia, ofte omtalt som kamme. Fundet over hele verden, de er en afgørende del af marine fødekæder.

Ctenophorer omfatter cirka 200 beskrevne arter med komplicerede og uafklarede forhold mellem de forskellige slægter. Derudover ctenophores er en forskelligartet gruppe med talrige fysiologiske og økologiske forskelle mellem arter.

Ved at sekventere aktive gener (transkriptomer) fra 27 forskellige arter af kamgelé, der spænder over gruppens mangfoldighed og udføre fylogenetiske analyser i genomskala, forskerholdet rekonstruerede gruppens evolutionære historie og udledte udviklingen af ​​centrale ctenophore-karakterer.

Ved hjælp af en molekylær uranalyse, holdet fandt ud af, at kamgeléer blev adskilt fra andre dyr for 88 til 350 millioner år siden, meget tidligere end tidligere antaget. Analysen understøtter konklusionen om, at kamgele, ikke de simplere svampe, er søstergruppen til alle andre dyr.

"Taget sammen, disse resultater har vigtige implikationer for vores forståelse af tidlig dyreevolution og giver indsigt i en dårligt kendt, men fascinerende gruppe af marine hvirvelløse dyr, " sagde Kocot.

Morfologisk simple dyr, svampe mangler nerver, muskler, og måske endda ægte væv, men, trods evolutionær enkelhed, det er muligt, at svampe er udviklet fra et mere komplekst dyr, sekundært forenkling.

"Hvis svampe sekundært forenkles, det betyder, at de nok er noget mærkelige, og fortæller os måske ikke så meget om os selv, som vi tidligere troede, " sagde Kocot.

Det er også muligt, at svampe repræsenterer den forfædres morfologi af dyr, og at ctenophores uafhængigt afledte komplekse karakterer såsom nerver og muskler. Tidligere forskning fra dette hold offentliggjort i Natur i 2014 viste, at kamgeléer mønstrer deres nervesystem ved hjælp af andre gener end andre dyr, et resultat, som nogle har fortolket som bevis for uafhængig udvikling af neuroner i denne gruppe.

"Vi var overraskede over at opdage, hvor anderledes den tidlige udvikling af dyr er sammenlignet med det, man traditionelt har antaget, " sagde Halanych. "Vi fandt interessante og store ændringer i livsstil, herunder fodringsvaner og habitatpræferencer, nogle dyr er bunddyr og andre pelagiske.

"Forstå relationer inden for ctenophores, eller kamgelé, er altafgørende for at forstå nogle af de vigtige egenskaber, der findes hos tidlige dyr, såsom udviklingen af ​​nervesystemet og musklerne. Interessant nok, den tidligste forgrenende ctenophor begyndte at udvikle muskler som dem, der findes i bilaterale dyr."

Whelan fik sin doktorgrad i biologiske videnskaber fra UA i 2013 og er nu direktør for U.S. Fish and Wildlife Service's Southeast Conservation Genetics Lab.

"Vores arbejde for dette projekt afslører vigtige mønstre om tidlig dyreevolution og begynder at opklare mysterier omkring mangfoldigheden af ​​kamgeléer, " sagde Whelan. "Ved at tilføje nye data og fortsætte med at udfordre konventionel visdom, vi har opnået meget stærkere resultater end tidligere."

Holdet inkluderede også Dr. Leonid Moroz' laboratorium, fremtrædende professor i neurovidenskab, genetik, biologi og kemi ved University of Florida.

"Kamgele er ekstremt skrøbelige marine organismer, " sagde Moroz. "De fleste af dem kan kun studeres inden for deres naturlige levesteder. Dermed, vi skal finde dem, udføre eksperimenter på et skib, lave prøver, og endda sekvens i åbne oceaner, nogle gange tusinder af miles offshore.

"Hver samling er et eventyr i sig selv - fra koldt Antarktis til varmt ækvatorialhav - for at forstå, hvordan Moder Natur skabte muskler og neuroner i disse væsner uafhængigt af resten af ​​dyrene. Et sjovt job for en neurovidenskabsmand, og alle, Ja!"

Papiret, "Ctenophorforhold og deres placering som søstergruppe til alle andre dyr, " vises online og vil blive offentliggjort i et kommende nummer af Natur Økologi &Evolution .