గోల్డెన్ స్వీపర్ చేప తన బయోల్యూమినెసెన్స్‌ను వేట నుంచి దొంగిలిస్తుంది

ప్రకాశించే ఒక చేప బయోల్యూమినెసెన్స్ యొక్క మౌలిక నియమాన్ని ఉల్లంఘిస్తున్నట్లు కనిపిస్తోంది

పసిఫిక్‌లోని ఒక చిన్న చేప, సాధారణ జన్యు యంత్రాంగాన్ని నిర్మించకుండా పరిణామం ఒక సమస్యను ఎలా పరిష్కరించగలదో చూపించే ఆశ్చర్యకరమైన కొత్త ఉదాహరణను పరిశోధకులకు అందించింది. Tohoku University శాస్త్రవేత్తలు వివరించిన పరిశోధన ప్రకారం, golden sweeper fish, Parapriacanthus ransonneti, సాధారణంగా bioluminescence కోసం అవసరమైన కీలక enzyme ను తయారు చేయదు. బదులుగా, అది ఆ సామర్థ్యాన్ని నేరుగా వేట నుంచి పొందుతున్నట్లు కనిపిస్తోంది.

ఈ కనుగొనడం luciferase అనే enzyme చుట్టూ కేంద్రీకృతమైంది, ఇది జీవుల్లోని అనేక కాంతి-ఉత్పత్తి ప్రతిచర్యలను నడిపిస్తుంది. తెలిసిన చాలా సందర్భాల్లో, వెలిగే జంతువు అవసరమైన భాగాలను తానే ఉత్పత్తి చేస్తుంది లేదా ఒక symbiotic organism పై ఆధారపడుతుంది. ఇక్కడ మాత్రం golden sweeper రెండూ చేయదని పరిశోధకులు చెబుతున్నారు. whole-genome sequencing ఉపయోగించి, వారు ఈ చేపలో luciferase gene లేదని, అలాగే horizontal gene transfer ద్వారా ఆ gene పొందిన సూచన కూడా లేదని గుర్తించారు.

ఆ లోపం ముఖ్యమైనది, ఎందుకంటే అది సులభమైన వివరణను కొట్టిపారేస్తుంది: అంటే, ఈ చేప తన వెలుగును తయారు చేసేందుకు అవసరమైన జన్యు సూచనలను పరిణమించిందని లేదా అప్పుగా తీసుకుందని. దానికి బదులుగా, ఈ అధ్యయనం మరింత అసాధారణమైన వ్యూహాన్ని సూచిస్తోంది. ఈ చేప luminous ostracods, sea fireflies అని తరచుగా పిలిచే చిన్న క్రస్టేశియన్లను తింటుంది, ఆపై ఆ వేటలో ఇప్పటికే ఏర్పడిన luciferase protein ను తన ఉపయోగం కోసం నిల్వ చేసుకుంటుంది.

జీవశాస్త్రీయ దొంగతనంలో అరుదైన రూపం

ఈ ప్రక్రియను పరిశోధకులు kleptoproteinism అని వివరిస్తున్నారు; ఇది మరో జీవి తయారు చేసిన protein ను దొంగిలించి మళ్లీ ఉపయోగించడాన్ని సూచించే పదం. ఇక్కడ “దొంగిలించిన” protein తక్కువ ప్రాధాన్యమైంది కాదు. అది చేప తన శరీరపు అడుగుభాగం నుంచి blue light ను వెలువరించగల సామర్థ్యానికి కేంద్రబిందువు.

అదివల్ల ఈ ఫలితం ఒక్క species కంటే చాలా దూరంగా ప్రాధాన్యం పొందుతుంది. సముద్ర జీవుల్లో bioluminescence విస్తృతంగా ఉన్నా, దాని వెనుక ఉన్న పద్ధతులు సాధారణంగా మరింత సూటిగా ఉంటాయి. జంతువులు అవసరమైన రసాయనాలు మరియు enzymes ను తామే తయారు చేస్తాయి, లేదా ఆ పని చేసే microbes ను ఆశ్రయిస్తాయి. దీనికి విరుద్ధంగా, golden sweeper తన ఉత్పత్తిని పూర్తిగా తన ఆహార మూలానికి ఔట్‌సోర్స్ చేసినట్లు కనిపిస్తోంది.

ఈ చేప వెలుగును దాని ostracod వేటతో ముందు నుంచే అనుసంధానించారు, కానీ ఆ పూర్వ అధ్యయనం ఒక కీలక ప్రశ్నను తెరిచి ఉంచింది. వేట కేవలం ఒక trigger ను లేదా chemical ingredient ను మాత్రమే అందిస్తోందా, మిగతా భాగాన్ని చేప అంతర్గతంగా నిర్వహిస్తోందా? లేక చేప పూర్తిగా తయారైన protein machinery నే తీసుకుంటుందా? కొత్త genomic ఫలితం రెండో వివరణకే బలంగా మొగ్గు చూపుతోంది.

luciferase కోసం జన్యుపరమైన రూపురేఖలు ఈ చేపలో లేవని చూపడం ద్వారా, ఈ పని జంతువు వేట నుంచి వచ్చిన proteins పై ఆధారపడుతోందన్న భావనకు మరింత గట్టి మద్దతును ఇస్తుంది. అందుకే పరిశోధకులు ఈ adaptation ను కేవలం అరుదైనదిగా కాక, ప్రత్యేకమైనదిగా పేర్కొంటున్నారు.

ఈ కనుగొనడం ఎందుకు ముఖ్యం

ఈ అధ్యయన ప్రాముఖ్యత దాని కొత్తదనంలోను, దాని ప్రభావాలలోను ఉంది. golden sweeper తాను తినే ఆహారంలో నుంచి proteins ను సేకరించి ఉపయోగకరమైన జీవక్రియను కొనసాగించగలిగితే, అది జంతు adaptation కోసం తెలిసిన పద్ధతులను విస్తరించింది. కొన్ని పరిస్థితుల్లో, పరిణామం ఒక ఖరీదైన biosynthetic pathway ను నిర్మించి నిర్వహించడంకంటే, దాన్ని పట్టుకుని మళ్లీ ఉపయోగించుకోవడాన్ని ప్రాధాన్యం ఇవ్వవచ్చని ఇది సూచిస్తోంది.

వేట ప్రాణి సమృద్ధిగా లభ్యమై, ఇప్పటికే సరైన molecular tools ను అందిస్తే ఇది ప్రత్యేకంగా ప్రయోజనకరంగా ఉండొచ్చు. సంక్లిష్టమైన సముద్ర వాతావరణంలో జీవించే చిన్న చేపకు, ఆహారం ద్వారా సిద్ధంగా ఉన్న luciferase ను పొందడం, ఒక gene ను పరిణమింపజేయడం, దానిని నియంత్రించడం, మరియు enzyme ను మొదటి నుంచి ఉత్పత్తి చేయడం కంటే తక్కువ ఖర్చుతో ఉండొచ్చు.

ఈ వెలుగు జీవనానికి ముఖ్యమైనదై ఉండే అవకాశం ఉంది. చేప శరీరపు అడుగు భాగం blue light ను విడుదల చేస్తుంది, ఇది సముద్రంలో పై నుంచి వచ్చే మసక downwelling light లో కలిసిపోవడానికి సహాయపడుతుంది. దిగువ నుంచి గుర్తించబడకుండా ఉండేందుకు ఈ తరహా counterillumination ఒక ప్రసిద్ధ వ్యూహం. అలాంటి సామర్థ్యం ఎందుకు ఉపయోగకరమో చూపడానికి bioluminescence యొక్క పర్యావరణ తర్కాన్ని ఈ అధ్యయనం మళ్లీ ఆవిష్కరించాల్సిన అవసరం లేదు. ఇక్కడ భిన్నమైనది ఆ సామర్థ్యాన్ని చేప పొందే మార్గమే.

జీవశాస్త్రీయ వాదనలను పరిష్కరించడంలో genomic evidence విలువను కూడా ఈ పని హైలైట్ చేస్తుంది. sequencing data లేకుండా, లోపలే ఉత్పత్తి అయ్యే adaptation మరియు అప్పుగా తీసుకున్న molecules పై ఆధారపడే adaptation మధ్య తేడాను గుర్తించడం కష్టం. luciferase gene లేకపోవడం, గత పరిశోధనలో స్థాపితమైన prey link తో కలిపి, ఈ కేసుకు అసాధారణమైన బలాన్ని ఇస్తుంది.

పరిశోధకులు ఏమి కనుగొన్నారు

మూల పాఠ్యం ప్రకారం, Tohoku University బృందం advanced whole-genome sequencing ఉపయోగించి P. ransonneti ను పరిశీలించింది. చేప genome లో luciferase gene ఏదీ లేదని వారు గుర్తించారు. అలాగే, సంబంధం లేని species ల మధ్య DNA అప్పుడప్పుడు కదలగల ప్రక్రియ అయిన horizontal gene transfer ద్వారా చేప ఆ gene ను పొందిందని సూచించే ఆధారాలు కూడా వారికి కనిపించలేదు.

దాంతో dietary acquisition ప్రధాన వివరణగా మిగిలింది. నివేదికలో గుర్తించిన వేట species Cypridina noctiluca, ఇది తన స్వంత light-producing chemistry కి ప్రసిద్ధమైన ఒక ostracod. పరిశోధకుల నిర్ణయం ప్రకారం, చేప ఈ వెలిగే వేటను లక్ష్యంగా చేసుకుని, ఇప్పటికే ఏర్పడిన luciferase protein ను లోపలికి తీసుకుని, తన bioluminescence ను మద్దతు ఇవ్వడానికి దానిని ఉపయోగిస్తోంది.

ప్రాక్టికల్‌గా చెప్పాలంటే, ఈ అధ్యయనం చెబుతోంది: చేప సూచనలను అప్పుగా తీసుకోవడం లేదు. అది సిద్ధమైన ఉత్పత్తిని అప్పుగా తీసుకుంటోంది. ఆ తేడానే ఈ వాదన హృదయం, మరియు ఫలితం ప్రత్యేకంగా నిలిచే కారణం కూడా అదే.

genetic capacity అనే సంకుచిత ప్రశ్నపై ఆధారాలు బలంగా, నిర్ణయాత్మకంగా ఉన్నాయని పరిశోధకులు వివరిస్తున్నారు: ఈ చేప స్వయంగా luciferase ను తయారు చేయడానికి అవసరమైన gene ను కలిగి లేదు. అక్కడి నుంచి జీవశాస్త్రీయ కథ sequestration మరియు reuse వైపు మళ్లుతుంది.

తదుపరి ఏమిటి

బలమైన genomic result చుట్టూ నిర్మితమైన అధ్యయనంలో కూడా ముఖ్యమైన ప్రశ్నలు మిగులుతాయి. మరో species తయారు చేసిన protein ను చేప ఎలా పట్టుకుంటుంది, రవాణా చేస్తుంది, నిల్వ చేస్తుంది, మరియు ఉపయోగిస్తుంది అనే విషయాన్ని పరిశోధకులు తెలుసుకోవాలనుకుంటారు. Proteins సున్నితమైన molecules; digestion దశను దాటి వాటి క్రియాశీలతను కొనసాగిస్తూ ప్రయోజనకరమైన జీవ పాత్రలోకి తీసుకురావడం సాధారణ విషయం కాదు.

ఇది అనేక కొత్త పరిశోధనా దారులను తెరుస్తుంది. చేప వేట ఎంపికలో ఎంత ప్రత్యేకంగా ప్రవర్తిస్తుందో, దిగుమతి చేసిన luciferase ఎంతకాలం పనిచేస్తుందో, ingestion తర్వాత protein ను రక్షించే లేదా ప్రాసెస్ చేసే ప్రత్యేక tissues ఉన్నాయో అనే ప్రశ్నలను ఇప్పుడు శాస్త్రవేత్తలు అడగగలరు. ఈ ప్రశ్నలు ముఖ్యమైనవి, ఎందుకంటే అవి kleptoproteinism ఒక సారి జరిగే ట్రిక్ మాత్రమేనా లేదా సన్నగా పరిణమించిన physiological systemనా అనే విషయాన్ని చూపుతాయి.

ప్రస్తుతం, ప్రధాన ఫలితం దాని స్వంతంగా స్పష్టంగా ఉంది. golden sweeper, core enzyme ను తానే తయారు చేయకుండా, తన bioluminescent power ను నేరుగా వేట నుంచి import చేసే మొదటి known animal గా కనిపిస్తోంది. ఇది ఇటీవలి సంవత్సరాలలో marine biology నుంచి బయటపడ్డ evolution యొక్క opportunism ఉదాహరణలలో అత్యంత ఆశ్చర్యకరమైన వాటిలో ఒకటిగా దీన్ని నిలబెడుతోంది.

సున్నితమైన రసాయన పరిష్కారాలతో నిండిన రంగంలో, ఇది అంత సూటిగా ఉండడం వల్ల మరింత ఆకట్టుకుంటుంది. ఈ చేప కేవలం వెలిగే ఏదో వస్తువును తినడం మాత్రమే కాదు. అది కాంతి యొక్క machinery నే తింటూ, దాన్ని తనదిగా చేసుకుంటున్నట్లు కనిపిస్తోంది.

ఈ వ్యాసం refractor.io నివేదిక ఆధారంగా ఉంది. మూల వ్యాసాన్ని చదవండి.