Özet: Sıradışı bir balık olan deniz ejderinin genomu çözüldü. Deniz ejderleri (Phyllopteryx taeniolatus) batı ve güney Avustralya kıyılarında yaşarlar. Evrimsel biyologlar deniz ejderlerinin diş eksikliği ve türe özgü yaprak benzeri uzantıları gibi bazı dış özelliklerinin genetik temellerini buldular. Araştırma ekibi ayrıca bu türün c¡ns¡yet belirleyici genlerinin genomlarındaki yerlerini de tespit etti.
Kamuflaj Ustası
Deniz ejderleri, denizatı ve deniz iğnesi ile birlikte Syngnathinae ailesine aittir. İsimleri ejderha şekilli vūcutlarından ve özel yaprak benzeri uzantılarının muhteşem renklerinden gelmektedir. Deniz yosununun şeklini taklit etmeleri sayesinde kamuflajda uzman kabul edilirler.
Diğer Syngnathinae ailesi üyeleri gibi, deniz ejderleri özel adaptasyonlar ve davranışlar sergilerler: Tüp şeklinde dişsiz ağızları vardır, ventral ve pelvik yüzgeçleri yoktur. Balıklara özgü olan pul yapısı yerine tüm vūcutlarını kaplayan kemikli kabukları vardır.
Kurutulmuş denizatları geleneksel çin tıbbında kullanıldığı için birçok türün soyunun tehIike altında olmasına sebep olmuştur. Mercan resiflerinde ve sığ kıyı sularında, yatay yüzmek yerine başları eğik neredeyse dik bir şekilde (bir at gibi) yavaşça süzülürler. Kavrayıcı kuyrukları çevredeki şeylere tutunmak için kullanılabilir. Diğer denizatı türIeri gibi deniz ejderi erkekleri de vūcutlarının dışına bağlı olan parlak pembe yumurtaları çatlayana kadar korumakla yükümlüdürler.
Çin, Singapur, Japonya ve Almanya’dan beş ekipten araştırmacılar, deniz ejderlerinin dış özellikleri için genomlarını dizilerken ve genetik temellerini incelerken, c¡ns¡yet belirleme, dişsizlik ve yeni gelişen deri uzantıları gibi konularda yoğunlaştılar.
Çin Guangzhou Araştırma Enstitüsü’nden Profesör Qiang Lin’in yönettiği araştırma ekibi, bir dizi genin, genellikle yüzgeç gelişimi olmak üzere evrimsel gelişimden sorumlu olduğunu gösterdiler. Bu sebeple deniz ejderlerinin yaprak benzeri uzantıları oldukça değiştirilmiş yüzgeçlerdir.
Deniz ejderleri de denizatları gibi dişsizdirler. Uzun boru yapılı ağızlarıyla yiyeceklerini ve küçük kabukluları emerler ve bütün olarak yutarlar. Genom analizi, dişlerin gelişimine katkıda bulunan birkaç genin, diğer balıklarda olduğu gibi insanlarda ve denizatının akrabalarında da eksik olduğunu göstermiştir.
Araştırma ekibi, iyi araştırılmış ve pharyngeal dişlere sahip olan zebra balığında, scpp5 genine karşılık gelen geni susturarak hipotezlerini test ettiler. Beklenildiği gibi mutasyona uğramış balıkların dişlerinde azalma gözlemlendi. Diş kaybında rol oynayan eksik genin fonksiyonu, moleküler biyolojik CRISPR-Cas deneyleri ile kanıtlandı.
Erkek Bireyler DöIIenmiş Yumurtaları Korur
Denizatı ailesi bireylerinin döIIenmiş yumurtaları çatlayana kadar koruması da tipik bir davranıştır. Denizatı erkekleri gelişmiş kuluçka keselerine sahiptir fakat yine de bazı yaşlanmış deniz ejderi türü erkekleri yapışkan yumurtaları görünür bi şekilde kuyruklarında taşımaktadır. Dişiler yumurtalarını erkeklerin vūcudundaki özel yere bırakır.
Yumurtalar erkek deniz ejderleri tarafından taşındığı için avcılardan korunmuş olur. Erkek balıkların döIIenmiş yumurtaları koruması dişilere göre genellikle daha yaygındır. Ancak bu belirli özellik yalnızca denizatı ailesinin üyelerinde evrimleşmiştir.
Bu yazıda, araştırmacılar daha önce deniz ejderlerinde bilinmeyen c¡ns¡yet belirleme mekanizmalarını araştırdılar.
Her şey hesaba katıldığında, balıklarda c¡ns¡yet belirleme, memelilerde olduğu gibi X ve Y kromozomları gibi özelleşmiş c¡ns¡yet kromozomlarına sahip olmadıkları için zordur. Araştırma ekibi daha önce denizatlarında belgelendiği üzere, deniz ejderlerinde de c¡ns¡yet belirleyici moleküler temelin Mullerşan hormonunda olduğunu buldular.
Deniz ejderinin genomunun dizilenmesi, Guangzhou ve Konstanz’daki araştırma ekipleri arasındaki uzun dönem iş birliği kapsamında ek bir projenin p∂rç∂sı olarak tamamlandı. İlk yayın (ilk denizatı genomu) iki ekip tarafından 2016 yılında Nature’da, ikincisi ise 21 yeni denizatı genomu ile bu yıl Nature Communications’da yayınlandı.
Axel Meyer: “Genomla ilgili araştırmamız bu hayvanların karşılık gelen fenotiplerini ya da ‘özlerini’ türetmeye çalışır. Bir hayvanın genomlarının dizilimine göre neye benzediğini ve o genlerin işlevini anlamaya çalışıyoruz. Deniz ejderleri hiç de tipik balıklar gibi görünmezler. Onlar güzel ve büyüleyici bir tür.”
Aybüke UYSAL