André Julião, FAPESP tərəfindən

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Təxminən 100.000 il əvvəl, təxminən 140.000 fərddən ibarət kontinental əhalinin bir hissəsi, ehtimal ki, hazırda Keymada Qrande adasını əhatə edən bir dağda təcrid olunmuş vəziyyətdə qalmışdır. Müəllif: Daniel Antônio/Agência FAPESP

Braziliyanın San Paulo şəhərindəki Butantan İnstitutunun alimlərinin rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu, bu günə qədər jararaca ilanının ən geniş genetik ardıcıllığını tamamladı. Tədqiqatın əsas mövzusu qızılı nizəbaşının (Bothrops insularis) genomu, xüsusən də zəhər genləri idi. Növ öz genlərinin əksəriyyətini cinsdəki digər 48 növlə bölüşdüyündən, məlumatlar jararaca ilanlarının və onların toksinlərinin təkamülü ilə bağlı daha geniş tədqiqatlar üçün istinad rolunu oynayır. Tədqiqat Genome Biology and Evolution jurnalında dərc olunub .

Qızılı nizəbaşlı nizə 1921-ci ildə materikdə məlum olan, sadəcə jararaca (Bothrops jararaca) adlanan növdən fərqli bir növ kimi təsvir edilmişdir. Təxminən 100.000 il əvvəl San Paulo sahillərindəki Keymada Qrande adasında təcrid olunmuş bu nizə balığının populyasiyasının materikdəki populyasiyasından yeni bir növə ayrılmaq nöqtəsinə qədər fərqlənmişdir.

Sarı dəriyə malik olmaqla yanaşı, qızılı nizəbaşlı ilan yarı ağac ilanıdır və yetkinlik yaşına çatanda quşlarla qidalanır. Digər tərəfdən, materikdəki jararaca ilanları tünd rəngdədir və adətən yerdə siçovullar kimi kiçik məməliləri ovlayır. 2021-ci ildə B. jararaca genom ardıcıllığına malik ilk Braziliya ilanı oldu.

“Təcrübə tədqiqatları uzun müddətdir ki, qızılı nizə ucunun zəhərinin quşlarda məməlilərə nisbətən daha güclü olduğunu göstərir. Toksin genlərində ciddi fərqlər tapmadıq, lakin çox güman ki, onlardan birinin zülal və ya daha kiçik bir hissəsi zəhəri quşlar üçün daha ölümcül hala gətirmək üçün kifayət edə bilər”, – deyə Butantan İnstitutunda doktoranturadan sonrakı tədqiqatı zamanı aparılan tədqiqatın aparıcı müəllifi Pedro Nachtigall bildirib.

Genom qızılı nizəbaşının zəhərinin qanaxma və laxtalanma pozğunluqlarına səbəb olan fermentlər və zülallarla zəngin olduğunu ortaya qoydu. Həmçinin, qitədəki jararakas zəhərləri üçün ümumi olan hipotoniya və toxuma zədələnməsi kimi digər cəbhələrdə də təsir göstərmə potensialına malikdir.

Tədqiqatçılar həmçinin qeyd etdilər ki, növlərin genomundakı variasiyalar genetik sürüşmə kimi tanınan bir proses vasitəsilə təsadüfi olaraq baş vermir. Əksinə, təhlillər yüksək dərəcədə təbii seleksiyaya işarə edir.

“Təcrid olunmuş bir populyasiya olduğundan, bu dəyişikliklər aşağı genetik dəyişkənlik nəticəsində təsadüfi olaraq baş verə bilər. Biz bunu görmədik. Daha spesifik bir paylanma, selektiv təzyiqin mövcud olduğuna işarə var. Buna ya pəhriz, ya da növün çox kiçik bir ərazi ilə məhdudlaşdırılması səbəb ola bilər”, – tədqiqatı koordinasiya edən Butantan İnstitutunun tədqiqatçısı İnasio Junqueira de Azevedo deyir.

Qızılı nizəbaşlıların bütün vəhşi populyasiyası 43 hektar ərazini əhatə edən Keymada Qrande adası ilə məhdudlaşır. Ada, dəniz səviyyəsinin xeyli yüksəldiyi 100.000 il əvvəl son buzlaşmadan sonra San Paulo sahillərində əmələ gəlmişdir.

Adadan olan bir erkəyin tam genomuna əlavə olaraq, tədqiqata səkkiz digər fərdlərin daha az detallı genomları da daxil idi: yeddisi vəhşi təbiətdə yaşayan və biri Butantan İnstitutunda ex situ qoruma proqramının bir hissəsi. Genomları müqayisə etməklə tədqiqatçılar növlər daxilindəki genetik dəyişkənliyi daha yaxşı başa düşə bilərlər.

Gələcək tətbiqlər arasında, bu tədqiqat vəhşi populyasiyanın genomunu əsirlikdə saxlanılan populyasiyanın genomu ilə müqayisə etmək üçün əsas rolunu oynayacaq və sonuncunun genetik sağlamlığının qiymətləndirilməsinə imkan verəcək. Bundan əlavə, vəhşi populyasiyanın genetik profili kritik dərəcədə nəsli kəsilməkdə olan qızılı nizəbaşının qorunması siyasətini müəyyən edir.

Təkamül və tarix

Tədqiqatın əsasını təşkil edən digər bir analiz, zəhər vəzi tərəfindən istehsal olunan molekullar dəsti olan dörd fərdin transkriptoması idi . 2000-ci illərin əvvəllərində doktorantura tələbəsi olarkən, Junqueira de Azevedo ilanın zəhər vəzisinin, xüsusən də qızılı nizə ucunun ilk transkriptomik tədqiqatını aparmışdır. O dövrdə genetik ardıcıllıq hələ yeni idi.

Hazırkı tədqiqat jararaka zəhəri haqqında biliklərimizi genişləndirir və gələcəkdə antikoaqulyant dərmanlar və ya qan təzyiqini aşağı salan dərmanlar kimi biotexnoloji tətbiqlərdə istifadə edilə bilər. Məsələn, belə dərmanlardan biri olan kaptopril, qitədə tapılan jararaka gürzəsinin zəhərindən əmələ gəlmişdir.

Junqueira de Azevedo izah edir ki, “Tətbiq tapmaqdan daha çox, bu kimi tədqiqatlar bizə zəhər genlərinin təkamülünü anlamağa kömək edir və bu halda mövcud bir növdən bir toksin alt növünün mənşəyini ortaya çıxardı”.

Tam genom, təxminən 100.000 il əvvəl mənşə populyasiyasından başlayaraq, növün demoqrafik tarixini yenidən qurmağa imkan verdi. Keçmiş populyasiya azalması dövrlərini və bu gün gözlənilən fərdlərin sayını qiymətləndirmək üçün riyazi modeldən istifadə edilmişdir. Bu qiymətləndirmələr mutasiya nisbətinə və hər iki ildən bir yeni nəsil ilanların meydana çıxması fərziyyəsinə əsaslanır.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Modelə görə, təxminən 100.000 il əvvəl, təxminən 140.000 fərddən ibarət kontinental populyasiyanın bir hissəsi, ehtimal ki, hazırda Keymada Qrande adasını əhatə edən bir dağda təcrid olunmuş vəziyyətdə qalmışdır. Təhlillər göstərir ki, sonrakı iki ciddi populyasiya azalması iki mümkün təcrid hadisəsi ilə üst-üstə düşür. Biri 50.000 il əvvəl baş vermiş və 30.000 ilana çatmışdır, digəri isə 11.000 il əvvəl populyasiyanın 10.000 fərdə düşdüyü zaman baş vermişdir.

“Dəqiq bilmək mümkün deyil, amma dəniz səviyyəsinin yüksəlməsi səbəbindən ilkin təcrid olunmuş ola bilər, sonradan bu təcrid azalacaq və bu populyasiyanın materikdən gələn ilanlarla təmasa girməsinə və onlarla gen mübadiləsi aparmasına imkan verəcək. Daha sonra dəniz səviyyəsinin ikinci dəfə yüksəlməsi onları birdəfəlik təcrid etdi”, – tədqiqatı zamanı ABŞ-dakı Florida Dövlət Universitetində təcrübə keçən Nachtigall deyir.

10.000 ilə 5.000 il əvvəl ilanların sayı daha tədricən azalaraq təxminən 5.000-ə çatmışdır ki, bu da adanın hazırkı siyahıyaalınması ilə uyğun gəlir. Həmin siyahıyaalmaya əsasən, hazırkı populyasiyası 2.000 ilə 4.000 arasında qızılı nizəbaşlı ilan sayılmışdır.

Junqueira de Azevedo yekun olaraq deyir: “Biz çox yüksək qətnaməli bir genom əldə edə bildik ki, bu da populyasiya, təkamül, qorunma, genom və zəhər tədqiqatları üçün həm toksinlərin mənşəyini, həm də mümkün tətbiqlərini anlamaq üçün güclü bir məlumat bazası yaradır”.

Nəşr detalları

Pedro G Nachtigall və digərləri, Qızıl Nizə Başlı Genom, Ada Endemik İlanının Zəhər Genlərinə Təsir Edən Fərqli Seçici Prosesləri Aşkarlayır, Genom Biologiyası və Təkamül (2025). DOI: 10.1093/gbe/evaf243

Jurnal məlumatları: Genom Biologiyası və Təkamül 

Əsas anlayışlar

biocoğrafiyanəsli kəsilməkdə olan növlərtəkamülgenetikaDNT ardıcıllığıherpetologiyaUyğunlaşma, BiolojiBioloji TəkamülBioloji Variasiya, PopulyasiyaNövlərin SpesifikliyiGenetik SpesifikasiyaFilogeniyaOrqanizm, populyasiya, təkamül və ekoloji sistemlər

FAPESP tərəfindən təmin edilir