Γενετικό κολάζ οδήγησε στο πιο παράξενο θηλαστικό του κόσμου

Γεννάει αβγά αλλά θηλάζει τα μικρά του.

Παράγει γάλα αλλά δεν έχει θηλές.

Έχει ράμφος πάπιας αλλά ουρά κάστορα.

Δείχνει χαριτωμένο, αρκεί να μην σας τσιμπήσει με τα δηλητηριώδη νύχια του.

Τι είναι;

Μα φυσικά είναι ο πλατύπους, γνωστός και ως ορνιθόρυγχος, ένα ημι-υδρόβιο ζώο της Αυστραλίας που θεωρείται το πιο παράξενο θηλαστικό του κόσμου.

Νέα μελέτη που δημοσιεύεται στο Nature αποκαλύπτει τη γενετική ιδιορυθμία του απειλούμενου είδους, ένα είδος γενετικού κολάζ ανάμεσα στα θηλαστικά, τα ερπετά και τα πτηνά.

«Το πλήρες γονιδίωμα του πλατύποδα προσφέρει απαντήσεις στο ερώτημα του πώς προέκυψαν τα αλλόκοτα χαρακτηριστικά του» λέει ο Γκουόζιε Ζανγκ του Πανεπιστημίου της Κοπεγχάγης, τελευταίος συγγραφέας της δημοσίευσης.

Η διεθνής ερευνητική ομάδα προσδιόρισε την σχεδόν πλήρη γενετική αλληλουχία του πλατύποδα και της έχιδνας, ενός άλλου παράξενου ζώου της Αυστραλίας που μοιάζει με σκαντζόχοιρο αλλά δεν συγγενεύει μαζί του.

Όταν ένας νεκρός πλατύποδας μεταφέρθηκε στην Ευρώπη το 1799, οι ζωολόγοι νόμιζαν πως επρόκειτο για φάρσα. Το σκίτσο του Frederick Polydore Nodder συνόδευε την πρώτη επίσημη περιγραφή.

Ο πλατύπους και η έχιδνα είναι τα μόνα σύγχρονα μονοτρήματα, μια ιδιαίτερη ομάδα θηλαστικών που εμφανίστηκε την εποχή των δεινοσαύρων. Σε αντίθεση με τα υπόλοιπα θηλαστικά, τα μονοτρήματα γεννούν αβγά αντί για ζωντανά μικρά, και ονομάζονται έτσι επειδή φέρουν μόνο ένα άνοιγμα (τρήμα) στο οποίο καταλήγουν το γεννητικό, το ουροποιητικό και το πεπτικό σύστημα.

«O πλατύπους πράγματι ανήκει στην τάξη των θηλαστικών. Όμως από γενετική άποψη είναι είναι ένα μείγμα των θηλαστικών, των πτηνών και των ερπετών. Έχει διατηρήσει πολλά από τα χαρακτηριστικά των προγόνων του» σχολιάζει ο Ζανγκ.

Η ομάδα του Ζανγκ αλληλούχησε τα γονιδιώματα των δύο μονοτρημάτων και τα συνέκρινε με τα γονιδιώματα του ανθρώπου, του αρουραίου, των σαυρών και των διαβόλων της Τασμανίας, οι οποίοι ανήκουν στα μαρσιποφόρα θηλαστικά.

Η σύγκριση αυτή «έχει σημασία προκειμένου να κατανοήσουμε το πώς εξελίχθηκαν τα άλλα θηλαστικά» από τους προγόνους τους τα ερπετά, επισημαίνει ο ερευνητής.

H έχιδνα, επίσης ενδημικό είδος της Ωκεανίας, είναι το μόνο άλλο θηλαστικό στην ομάδα των μονοτρημάτων

Μια από τις σημαντικότερες παραξενιές του πλατύποδα είναι ότι γεννά αβγά. Στην πορεία της εξέλιξης, τα υπόλοιπα θηλαστικά έχασαν τα τρία γονίδια της λεγόμενης βιτελλογενίνης, τα οποία εμπλέκονται στην παραγωγή του κρόκου των αβγών. Η νέα μελέτη δείχνει ότι ένα από τα τρία γονίδια έχει διατηρηθεί στον ορνιθόρρυγχο, παρόλο που τα άλλα δύο χάθηκαν πριν από 130 εκατομμύρια χρόνια.

Ο πλατύποδας ίσως αρκείται σε ένα γονίδιο βιτελλογενίνης επειδή τα μικρά του δεν εξαρτώνται τόσο από τον κρόκο των αβγών. Οι ορνιθόρυγχοι δεν έχουν θηλές, όμως ταΐζουν τα μικρά τους με γάλα που εκκρίνεται από το δέρμα σαν ιδρώτας.

Σε όλα τα άλλα θηλαστικά, τα γονίδια της βιτελογεννίνης έχουν αντικατασταθεί από τα γονίδια της καζεΐνης, της κύριας πρωτεΐνης του γάλακτος. Η νέα μελέτη δείχνει ότι ο πλατύπους φέρει κι αυτός γονίδια της καζεΐνης, και για τον λόγο αυτό το γάλα του έχει παρόμοια σύσταση με το γάλα της αγελάδας ή του ανθρώπου.

«Αυτό μας δείχνει ότι η παραγωγή γάλακτος σε όλα τα σύγχρονα θηλαστικά εξελίχθηκε μέσω της ίδιας ομάδας γονιδίων από έναν κοινό πρόγονο που έζησε πριν από 170 εκατομμύρια χρόνια μαζί με τους πρώτους δεινοσαύρους την Ιουράσια περίοδο» λέει ο Ζανγκ.

Ένα άλλο χαρακτηριστικό που καθιστά μοναδικό τον ορνιθόρρυγχο είναι η απουσία δοντιών. Αντί για στόμα, το αλλόκοτο ζώο φέρει δύο κεράτινες πλάκες σαν ράμφος, με το οποίο πολτοποιεί την τροφή του. Η μελέτη στο Nature αποκαλύπτει ότι οι πρόγονοι του πλατύποδα έχασαν τα δόντια τους πριν από περίπου 120 εκατ. χρόνια, όταν χάθηκαν τέσσερα από τα οκτώ γονίδια που εμπλέκονται στην ανάπτυξη των δοντιών.

Μια άλλη ιδιαιτερότητα του πλατύποδα αφορά τον καθορισμό του φύλου, ο οποίος δεν εξαρτάται από ένα ζεύγος χρωμοσωμάτων Χ και Υ, όπως συμβαίνει στον άνθρωπο και τα υπόλοιπα θηλαστικά. Τα μονοτρήματα, αντίθετα, φέρουν πέντε χρωμοσώματα Χ και πέντε Υ. Η νέα μελέτη υποδεικνύει ότι αυτά τα δέκα χρωμοσώματα ήταν κάποτε ενωμένα σε έναν δακτύλιο ο οποίος στην πορεία του εξελικτικού χρόνου έσπασε σε κομμάτια. Επιπλέον, τα φυλετικά χρωμοσώματα του πλατύποδα παραπέμπουν περισσότερο στα πτηνά παρά στα θηλαστικά.

Αυτό οφείλεται στην εξελικτική σχέση ανάμεσα στα πτηνά και τα θηλαστικά, δύο ομάδες ζώων που προέκυψαν από τα ερπετά, λένε οι ερευνητές.

Η μελέτη εξηγεί πολλές από τις ανατομικές και φυσιολογικές ιδιαιτερότητες του πλατύποδα, όχι όμως όλες.

Το πιο παράξενο θηλαστικό του κόσμου έγινε ακόμα πιο παράξενο το 2020, όταν αποκαλύφθηκε ότι η γούνα του φθορίζει όταν εκτεθεί σε υπεριώδες φως.

Το αλλόκοτο γαλαζοπράσινο φως δεν έχει ακόμα εξηγηθεί, κάτι που σημαίνει ότι ο πλατύποδας διατηρεί ένα μέρος του μυστηρίου του.