En Olağandışı Hayvanlarda Saçın Evrimsel Kökeni Belirlendi
Tüysüz bir yaratık için tuhaf görünse de kurbağalar, yalıtıcı güçleri Dünya’ya yayılmamıza yardımcı olan tanımlayıcı bir memeli özelliği olan tatlı buklelerimizin kökeni hakkında bize bazı kritik ipuçları sağladı.
Amfibilerin tek bir kılı bile yokken, bir türün kılların keratin bileşenlerini paylaşan başka bir anatomisi daha var: tırnaklar.
Bu nedenle Ghent Üniversitesi’nden moleküler biyolog Marjolein Carron ve meslektaşları, en uzak akrabamız olan tırnak taşıyıcının memeli tüylerinin gizemli kökenlerine ışık tutup tutamayacağını görmek için tropikal pençeli kurbağayı (Xenopus tropikalis) yakından incelediler.
Kurbağaların ve memelilerin pençelerinin bağımsız olarak evrimleştiğini öne süren önceki araştırmalara rağmen, yeni çalışma kurbağaların benzer keratin benzeri moleküllerin üretiminde rol oynayan bazı genleri paylaştıklarını ortaya çıkardı.
Viyana Tıp Üniversitesi dermatolog Leopold Eckhart, “Hoxc13 geninde mutasyon olan hastaların saç ve tırnak büyümesinde kusurların olduğu biliniyor” diye açıklıyor. “Çalışmamızda bu geni kapatarak pençeli kurbağada pençe oluşumunu engellemeyi başardık.”
Bu, saçın ‘tohumlarının’ kurbağaların ve memelilerin ortak atalarının olduğu günlerde ekildiğini gösteriyor. Bu, yaklaşık 375 milyon yıl önce karaya çıkan ilk dört bacaklı hayvandan biri olan kök tetrapod olarak bilinen şeydi.
Xenopus tropikalis’in ayak parmak uçlarındaki keratin benzeri moleküllerin ekspresyonu, kornifiye pençelerle ilişkilidir. Arka uzuv iç (HI) ayak parmaklarında pençeler bulunur ve arka uzuv dış (HO) ayak parmaklarında veya ön ayaklarda pençe yoktur. (Carron ve diğerleri, Nature Communications, 2024)
Saçın düzenleyici geni Hoxc13, tüm çeneli omurgalıların son ortak atasında mevcuttu ve günümüzde de birçoğunda varlığını sürdürüyor. Genin bu kadar iyi korunmuş olması onun hayati fonksiyonunu gösteriyor. Karaya çıkmadan önceki atalarımızı temsil eden ‘yaşayan fosiller’ olan modern lob yüzgeçli balıklardaki geni tanımlayan önceki araştırmalar, bu genin, vücutlarına çift yüzgeçlerin nerede oluşturulacağını söylemek için kullanıldığını buldu. Daha sonra evrimsel zaman çizelgesinde bu yüzgeçler tetrapod bacaklara dönüştü.
Araştırmacılar, sertleşmiş derinin, çok çalışan kara bacaklarının uçlarının aşınmasını engellemek için ortaya çıktığından şüpheleniyorlar. Bu tür koruyucu aksesuarlar daha sonra kazma, avlanma, hareket etme ve kendini savunma için çok önemli bir araç haline geldi.
Pençeli kurbağa (Xenopus laevis) örneği. (Craig Cordier/iStock/Getty Images Plus)
Ekip makalelerinde şöyle yazıyor: “İlkel ‘saç keratinleri’nin ‘ayak parmağı keratinleri’ olarak orijinal işlevi, ağaç kurbağalarının ayak tabanlarında, aksolotlların ayak uçlarında ve pençeli kurbağaların pençelerinde korunur.”
Daha sonra bu keratin benzeri moleküllerin ifadesi vücudun diğer bölgelerine yayılır.
Eckhart, “Memelilerin evrimi sırasında pençe oluşumu programı, saçın gelişimi için değiştirildi” diyor.
Ayak parmaklarından saç köklerine geçişin nasıl gerçekleştiğini veya Hoxc13’ün tüy keratinlerinin kontrolünde de rol oynayıp oynamadığını henüz bilmiyoruz.
“Pençe, tırnak ve saç gibi deri uzantıları, çevreyle doğrudan temasın neden olduğu aşınma ve hasarı telafi etmek için yaşam boyunca yenileniyor. Dolayısıyla, bir gelişim düzenleyicisinin seçilmesi, yetişkinde doku yenilenmesinin evrimine katkıda bulundu. organizma” diye bitiriyor ekip.
Kaynak: https://www.sciencealert.com
Derleyen: Figen Berber