Tasmanian tiikeri eli thylacine oli yksi Australian arvoituksellisimmista alkuperäislajeista.
Se oli suurin pussieläin, joka säilyi hengissä eurooppalaisten tuloon asti, mutta kantoi poikasiaan pussissa kuten kenguru tai koala.
Traagisesti viimeinen tunnettu thylacine kuoli Hobartissa vuonna 1936 sen jälkeen, kun sen päästä oli asetettu palkkio ja maanviljelijät olivat metsästäneet sitä vuosikymmeniä.
Vaikeat valokuvat ja filmit viimeisistä tunnetuista thylacineista sekä runsaasti museonäytteitä paljastavat karmaisevan eläimen, jolla on susipää ja tiikerin raidat.
Melbournen yliopiston professori Andrew Paskin ja minun johtamassani uudessa tutkimuksessa, joka julkaistiin Genome Research -lehdessä, on päästy ensi kertaa vastaamaan tähän kysymykseen vertailemalla thylacinen ja suden täydellisiä DNA-sekvenssejä.
Ja se vahvistaa, että niiden välinen yhdennäköisyys ei ole vain ihon syvyydessä.
Tylaciini ja istukkaiset kanidit, kuten sudet, koirat ja ketut, ovat kenties silmiinpistävin esimerkki konvergentista evoluutiosta. Tämän prosessin avulla kaukana toisistaan sukua olevat eläimet voivat kehittää samankaltaisia muotoja vastauksena yhteisiin ympäristöhaasteisiin.
Huolimatta siitä, että näiden huippupetojen – jotka ovat ravintoketjun huipulla ja joita muut eläimet eivät saalista – viimeinen yhteinen esi-isä oli vähintään 160 miljoonaa vuotta sitten, niillä oli lähes identtiset kallonmuodot, joilla oli samanlaiset biomekaaniset ominaisuudet.
Neidän yhdennäköisyytensä oli niin ilmeinen varhaisille luonnontieteilijöille, että he antoivat sille tieteellisen nimen Thylacinus cynocephalus, joka voidaan karkeasti kääntää ”pussimaiseksi koiranpääksi”.
On jopa todisteita siitä, että ne täyttivät samankaltaisia ekologisia markkinarakoja, ja dingon saapuminen Australiaan oli osallisena thylacinen sukupuuttoon kuolemisessa mantereelta.
Vuonna 2018 ryhmämme sekvensoi ensimmäisen kerran thylacinen DNA:n poikasesta, joka oli merkitty nimellä C5757, ja kokosi genomisekvenssin luonnoksen.
Geenianalyysi paljasti kuitenkin vain vähän todisteita molekyylisistä yhtäläisyyksistä tai samanlaisista luonnollisen valinnan aiheuttamista paineista. Tämä aiheutti pulman, sillä proteiineja koodaavilla geeneillä on ratkaisevan tärkeitä biologisia toimintoja.
Nyt analysoimalla evoluutionopeuksia 61 selkärankaislajin genomissa tutkimuksemme on paljastanut satoja ei-koodaavia DNA-elementtejä thylacineilla ja susilla.
Nämä elementit, joita kutsutaan ”TWAR:iksi” (thylacine-wolf accelerated regions), osoittavat todisteita luonnollisesta valinnasta molemmissa lajeissa, mutta ne sijaitsevat genomin paljon paremmin ymmärrettyjen proteiineja koodaavien alueiden ulkopuolella.
Aiemmin näitä ei-koodaavia alueita pidettiin ”roska-DNA:na”, mutta nykyään tunnustetaan, että niillä on tärkeä rooli geenien säätelijöinä kehityksen aikana, jolloin syntyy suurin osa ominaisuuksista, jotka tekevät lajeista ainutlaatuisia.
TWAR:ia esiintyi erityisen runsaasti lähellä geenejä, jotka osallistuvat luun, ruston ja kasvojen alueen lihasten kehitykseen.
Tämä viittaa siihen, että luonnonvalinta toimi molemmissa lajeissa hyvin samankaltaisella tavalla rakentaen niiden yhteisen kasvorakenteen virittämällä samoja taustalla olevia kehitysprosesseja.
Nämä havainnot antavat tukea toiselle puolelle evoluutiokehitysbiologian alalla (ns. Evo-Devo) pitkään käytyä keskustelua, joka koskee proteiineja koodaavien geenien ja ei-koodaavien säätelyelementtien suhteellista merkitystä evoluutiossa.
Paradoksisesti juuri se, että geenit tekevät niin paljon raskasta työtä, saattaa itse asiassa rajoittaa niiden roolia sopeutumisessa.
Koska yksi geeni voi olla tärkeä useiden rakenteiden kehittymiselle kehityksen aikana, mutaatio voi aiheuttaa liitännäisvaurioita koko elimistössä.
Sen sijaan ei-koodaavat säätelyelementit kontrolloivat tyypillisesti geenin toimintaa vain yhdellä tai muutamalla kehon alueella, mikä tekee niistä mutaatioita sietävämpiä kuin itse geenit.
Tämä ainutlaatuinen molekulaarinen ominaisuus antaa säätelyalueille enemmän evolutiivista ”joustavuutta” ja lisää mahdollisuuksia saada hyödyllinen mutaatio ilman kielteisiä sivuvaikutuksia.
Ns. roska-DNA saattaa itse asiassa olla eläinten monimuotoisuuden ensisijainen ajuri, ja se voi olla avain thylacinen ja suden konvergentin evoluution ymmärtämiseen.
Työskentelyn aikana ryhmämme havaitsi odottamatta myös, että thylacine ja susi osoittivat todisteita konvergenssista aivojen geenien säätelyelementtien suhteen.
Tämä havainto oli hätkähdyttävä, sillä pussieläinten ja istukkaisten aivoissa on suuria rakenteellisia eroja.
Tylacinen metsästys- tai sosiaalisesta käyttäytymisestä on dokumentoitu vain vähän ennen niiden ennenaikaista sukupuuttoa, mutta nämä merkit yhtenevästä evoluutiosta tuovat esiin kutkuttavan mahdollisuuden, että näillä kaukaisilla serkuilla on saattanut olla muutakin yhteistä kuin pelkkä ulkonäkö.
Banner: Wikimedia
Vastaa