Mitmel põhjusel tuleks suuri valgeid haisid pidada looduse ookeanis elavateks superkangelasteks - nad on suured ja tugevad, elavad pikka elu, suudavad oma haavad märkimisväärselt kiiresti paraneda ja on isegi tõenäoline, et nad saavad vähki harva. Kuid kuidas on võimalik, et neil iidsetel hiiglastel on nii palju superkangelaslikke jooni? Teadlased on nüüd astunud suure sammu sellele küsimusele vastamise suunas, dekodeerides suure valge hai kogu genoomi.
Rahvusvaheline teadlaste töörühm, mida juhendavad teadusuuringute keskuse Save Our Seas Shark Research Center ja Florida Nova Kaguülikooli Guy Harvey teadusinstituut, sekveneerisid suure valge hai genoomi (Carcharodon carcharias) ja võrdles seda mitmete teiste selgroogsete liikide genoomidega. Meeskond avastas hulgaliselt ebaharilikke geneetilisi omadusi, mis võib selgitada, miks valged haid on mere superkangelased (või supervillalased, kui olete lihav merilõvi). Nende uuring avaldati veebis esmaspäeval (18. veebruar) ajakirjas Proceedings of the National Academy of Sciences.
Geneetiline stabiilsus on võtmetähtsusega
Suure valgehai genoomi järjestamine polnud väike ülesanne - genoom koosnes 4,63 miljardist aluspaarist (lämmastikku sisaldavad molekulid, mis moodustavad DNA redeli "trepid"), mis on umbes 1,5 korda suurem kui inimese genoom. "See on üsna muljetavaldav ettevõtmine," ütles Californias asuva Edela-Kalanduse riikliku merekalandusteenuste keskuse meremolekulide ökoloog ja teadur Dovi Kacev, kes polnud uuringuga seotud.
Ligi 60 protsenti valgehai genoomist koosnes korduvatest geneetilistest järjestustest, mis sarnaneb inimese genoomis nähtavale. Valge hai genoomi tegi eriliseks see, et paljud neist korduvatest piirkondadest on koodid LINE-dena tuntud geenide erirühmale.
"Need teevad ise koopiaid ja liituvad seejärel juhuslikult genoomi erinevates kohtades ning protsessi käigus teevad nad parandatud DNA-s kaheahelalisi katkeid," ütles New Yorgi Cornelli ülikooli evolutsioonibioloog Michael Stanhope. . Stanhope juhtis uuringut koos Nova Kaguülikooli looduskaitsebioloogide Nicholas Marra ja Mahmood Shivjiga.
Need sagedased DNA purunemised muudavad genoomi ebastabiilseks, mis tavaliselt põhjustab suuremat probleemi põhjustavate geneetiliste mutatsioonide riski, mis võib lõpuks viia vähini. Kuid valged haid näivad olevat välja töötanud viisi sellise genoomse ebastabiilsuse vältimiseks.
Teadlased leidsid, et valge hai genoom sisaldas palju geene, mis vastutavad geneetilise stabiilsuse säilitamise eest - näiteks DNA-d parandavad geenid ja tuumorit summutavad geenid. Ja kui teadlased võrdlesid valge hai stabiilsusgeene teiste selgroogsete analoogsete geenidega, leidsid nad geenijärjestuses väikseid muutusi, mis viitavad valgete haide nende geenide evolutsioonilise kohanemise konkreetsele mustrile.
"Mõelge sellele kui nende geenide rolli peenhäälestamisele valge hai genoomi stabiilsuse säilitamisel," ütles Stanhope.
Inimesed on spekuleerinud, et haidel on vähktõve määr palju madalam kui teistel loomadel, kuid "pole palju tõelisi andmeid, et seda kindlalt öelda", ütles Kacev. Sellegipoolest võiks spetsiaalselt kohandatud stabiilsusgeenide rohke olemasolu selgitada võimalikku vähikindlust.
"Kui soovite vähki vältida, peate säilitama oma genoomi stabiilsuse," ütles Stanhope, mis tähendab geneetiliste mutatsioonide vältimist. Liigsete mutatsioonide kuhjumine viib vähini, kuid hai genoom näib olevat spetsiaalselt loodud selle ennetamiseks. "Neid asju peaksime siiski laboris katsetama, et tõepoolest teada saada," ütles ta.
Stanhope hoiatas ka, et kuigi valgetel haidel võib olla geneetiline kohanemine, et takistada neil vähki haigestuda, ei tähenda see, et hai toodete tarbimine võiks inimesel vähki haigestuda, hoolimata sellest, mida "alternatiivmeditsiini" pooldajad väidavad.
Ja nende muud erilised võimed ...
Geneetika võib seletada ka veel üht valge hai üliriiki: võimet kiiresti paraneda. Meeskond avastas mitu valgehaide geeni, millel on teadaolevalt oluline roll selgroogsete haavade paranemisprotsessides. Ja sarnaselt stabiilsusgeenidega olid valgehai haava paranemise geenid samasuguse positiivse evolutsioonilise selektsioonisurve all, mis tähendab, et nende kasulike tunnuste arv on tendents suureneda.
"Samuti leidsime valgete haide geenide rikastamist nii haavade paranemise kui ka genoomi stabiilsuse geenide osas võrreldes teiste selgroogsetega," ütles Stanhope. Teisisõnu, valge hai genoomis on seda tüüpi geenide osakaal suurem kui teistes selgroogsete genoomides.
Kui meeskond avastas hulga geene, mis võivad olla vastutavad paljude valgevene ülihaide võimete eest, oli üks omadus, mida genoom selgelt ei mõjutanud: hai tundlik nuusutaja.
Haidel on teadaolevalt terav haistmismeel, seetõttu eeldasid teadlased, et nad leiaksid arvukalt haistmisretseptori (OR) geene, mis vastutavad teiste selgroogsete tõhusate schnozide eest. Kuid valge hai genoom sisaldas neist geenidest erakordselt vähe. Teadlased leidsid selle asemel veel ühe geenikategooria, mida nimetatakse vomeronasaalgeenideks. Need geenid võivad olla kaasatud ka lõhna tajumisse, kuid tavaliselt pole nad nii rikkalikud kui OR geenid, ütles Stanhope. Valge hai genoomis on aga rohkem kui tosin vomeronasaalset geeni, nii et teadlased pakkusid välja, et võib-olla juhivad need geenid valge hai lõhna taju.
"Oleme endiselt siin kohas, kus kriimustame pinda, kuid selle genoomijärjestuse olemasolu annab meile lähtepunkti nende küsimuste üksikasjalikumaks käsitlemiseks," ütles Kacev. Ta lisas, et see uurimus aitab kahtlemata vastata ka muude liikide küsimustele. "Valge hai genoomi mõistmine pole oluline mitte ainult valge hai jaoks, vaid see on karkass või hüppepunkt sugulasliikide mõistmiseks."
Suured valged haid on üks maailma tuntumaid mereelukaid, kuid nende populatsioonid on hädas, kuna inimesed jätkavad nende jahtimist hirmust ja ahnusest. "Inimestel on neid pilte, mida filmides ja telesaadetes kujutatakse kui neid tapmismasinaid," ütles Kacev. Reaalsus on aga see, et inimesed tapavad palju rohkem haid kui haid.
"Inimesed tapavad igal aastal maailmas palju, palju miljoneid haisid rumaltel, võltsitud meditsiinilistel põhjustel; haiuimede suppi ja igasugustel muudel põhjustel, mis on lihtsalt traagilised," ütles Stanhope. Teadlased loodavad, et nende uuring aitab rohkem inimesi mõistma, kui erilised need iidsed selgroogsed on.
"Ma loodan, et inimesed tunnevad ära nende loomade tähelepanuväärseid bioloogilisi kohanemisi ja saavad sellest tulenevalt neid rohkem mõista," ütles Stanhope.
