Oudon näköisestä piikkikorosta on tullut julistuseläin evoluutio-tieteelle. Se on elävä silta edessämme olleen karvaisen liskon ja nykyisen nisäkkään välillä. Mutta äskettäin julkaistut piikkien geenimutomi osoittaa, että tällä Australian kotoperällä on geenien yhdistelmä, jotka muistuttavat lintujen, nisäkkäiden ja matelijoiden geenejä. Tutkimus on myös korostanut maanosan poikkeuksellista merkitystä geenitutkimuksessa.
"Koska Australia on irrotettu evoluutiovirrasta 80 miljoonan vuoden ajan, se on erikoistunut todella erilaisiin kasveihin ja eläimiin", sanoo Jenny Graves, Australian kansallisen yliopiston Canberran vertailevan genomiikan professori. "Pääsymme kenguruihin ja [Tasmanian] paholaisiin, lohikäärmeisiin, kookaburraihin ja vanhoihin kumipuihin tarjoaa mahdollisuudet antaa ainutlaatuisen panoksen kansainväliseen genomiikkaan."
Miljoonia vuosia sitten, kun Australia ajautui pois supermaasta, nimeltään Gondwana, sen kasvisto ja eläimistö olivat eristyksissä - yksinäisyys, joka tekee maasta samanlaisen kuin valtava evoluutiolaboratorio. Yli 80 prosenttia Australian kasvi- ja eläinlajeista on endeemisiä, eli niitä esiintyy luonnossa vain kyseisellä mantereella. Tähän ryhmään kuuluu kaksitoista kukkivia kasviperheitä, neljä lintua ja seitsemästä nisäkästä, joista joillakin on noutamanimet, kuten pitkäpyrstöinen pygmy-possum ja putkilinkkoinen hyönteisvihainen lepakko.
Tämä biologinen perintö on säilytetty havupuussa löydetyssä geenien sekoituksessa, joka yhdessä echidnan (tai piikkisen anteaterin) kanssa kuuluu nisäkäsluokkaan, jota kutsutaan monotremeiksi, koska heillä on vain yksi aukko lisääntymiseen ja jätteiden poistamiseen.
Kuten muutkin nisäkkäät, piikkikorossa on turkista, termoregulaatteja ja laktaatteja, vaikka siinä ei ole nännejä (nuori syli maitoa äidin vatsasta). Mutta siinä munitaan munia, kuten matelijoita ja lintuja, ja miespuolisella piikkikorilla on myrkky (takajaloissaan kannusteena), vielä yksi ominaisuus, jota löytyy joiltakin matelijoilta, kun taas sen siemenneste ja seksuaalinen meikki ovat lähellä kanan omaa.
Graves, platypus-genomiprojektin yksi johtaja ja yksi 26: sta australialaisesta 100: sta osallistuvasta kansainvälisestä tutkijasta, on voittanut useita tiedepalkintoja, ja häntä on kutsuttu "kansalliseksi aarreksi" hänen uraauurtavasta työstään kotoperäisten lajien suhteen. Hän on vallannut sukupuolen määrittämisen. Hän on vuosikymmenien ajan tutkinut piikkikokoa ja sitä ikonista marsupiaalia, kengurua - ja ehdottanut molempien genomisia tutkimuksia.
Levykampelan genomi on nyt tehty, ja se välittää jännitystä aaltoilevana tiedeyhteisön kautta. Ja myös kenguru-arvoitus on parhaillaan ratkaistavana, ja eläimen genomin julkistaminen on tarkoitus tehdä lähikuukausina.
Levykampelan hihnat edessä jalat ulottuvat avuksi uinnissa, mutta taitetaan takaisin maahan, jotta kynnet voivat kaivaa uria veden äärellä sijaitsevissa maapallossa (CORBIS) Sukeltuessaan piikkikorko sulkee silmänsä, korvansa ja sieraimensä ja löytää ruokansa laskustaan sähköisten reseptoreiden kautta, jotka havaitsevat pienen saaliin liikkumisen (Nicole Duplaixin valokuva / Getty Images) Äskettäin dekoodattu katkarapun genomi osoittaa, että katkarapulla on lintu-, matelija- ja nisäkäsgeenejä (Kuva: Warrawong Wildlife Sanctuary, Etelä-Australia, Australia) Kotoisin Australiasta, kampela on erittäin ujo ja häntä nähdään harvoin paitsi aikaisin aamulla ja illalla (Kuva: Ian Elton, Healesville Sanctuary, Victoria, Australia) Ankkakalvon, ankan, hännän kuin majavan ja hihnan jalkojen kanssa piikkinahka on outo näköinen, mutta se on hyvin varusteltu puolivettäiseen elämäntapaansa (Kuva: Ian Elton, Healesville Sanctuary, Victoria, Australia)Yhdysvaltain kansallisten terveysinstituuttien (NIH) osittain rahoittamassa projektissa australialaiset tutkijat lopettivat äskettäin tammar-wallabyn DNA: n sekvensoinnin - pieni kenguruperheen jäsen. Graves, ARC-kengurugenomisen osaamiskeskuksen johtaja, ja hänen kollegansa ovat parhaillaan kokoamassa sitä ja käyttämässä sitä kengurubiologian tutkimiseen ja tärkeiden ihmisen geenien määrittämiseen.
Marsupiaaliset vauvat syntyvät ennenaikaisesti ja kehittyvät tyypillisesti äidin pussissa, mikä tekee heistä helposti saatavissa varhaisen kehityksen tutkimusta varten. "Marsupialit", Graves sanoo, "liittyvät läheisemmin ihmisiin ja hiiriin kuin monotremeihin. Heidän genomit ovat paljon samankaltaisia kuin istukan nisäkkäiden; samankokoiset, samanlainen sekvenssijakauma, genomin jäljennökset, monofyettiset sukukromosomit ja ainakin version X-kromosomin inaktivoinnista. "
Koska sekä yksimonit että marsupiaalit ovat etäässä toisiinsa liittyvissä suhteissa (166 miljoonan vuoden ikäinen hantumakampela hajoi yhteisestä esiisästämme ja 146 miljoonaa vuotta sitten kenguru), ne mahdollistavat selkeän geneettisen vertailun. Näin ei ole muiden istuinten, kuten hiirten, tapauksissa, jotka ovat niin lähellä meitä, että on vaikea määrittää tärkeitä geenialueita, jotka pysyivät muuttumattomina miljoonien vuosien ajan.
Kenguru on toinen sekvensoitava marsupial. Etelä-Amerikan opossum-lajin genomi julkaistiin viime vuonna. Tiedeyhteisö on tähän mennessä julkaissut kaksikymmentä nisäkässekvenssiä, mutta tämän määrän odotetaan kasvavan dramaattisesti tekniikan kehityksen ja kansainvälisen yhteistyön seurauksena. Levykampelan ja kengurun jälkeen echidna voisi hyvinkin olla seuraava Australian kotoisin oleva kotimainen (se on myös Uudessa-Guineassa), jolla tehdään geneettinen dekoodaus. ARC: n australialainen tutkija Frank Grützner Adelaide-yliopistosta, joka osallistui myös piikkipuun projektiin, on varustanut eräitä echidnoja radiolähettimillä ja ottanut niiden DNA: n sekvensointiin.
Mutta geenitarkastus ei ole vain nisäkkäitä. Gravesin laboratoriossa tarkastellaan myös alligaattoreita, lintuja, kuten emua, ja jopa melkein sukupuuttoon sammunut sammakkoa.
"Genomiikka-aika on todella ollut jännittävä meille, jotka työskentelevät omituisten eläinten parissa", hän sanoo. "Emme voi olla onnellisempia."
Oudot ovat varmasti teräkampelan termit - aboriginaalien legenda väitti, että se oli ankan ja vesirotin jälkeläisiä - mutta evoluutio on varustanut sen hienosti puolivettäiseen elämäntyyliinsä. Sen litteä häntä toimii peräsimenä uidessaan ja on myös säilytystila ylimääräisiä ruokia varten. Sen nauhoitetut etujalat ulottuvat avuksi uimiseen, mutta laskeutuessaan maahan, jolloin kynnistä voi tulla lapia kaivojen kaivamiseksi joen, järvien tai purojen ympärillä olevissa maapalloissa. Sukelluksen yhteydessä se sulkee sieraimet, silmät ja korvat (siinä ei ole korvan ulkokehää). Mutta sen kiinteä lasku paikallistaa ruoan ainutlaatuisten sähköisten reseptoreiden kautta, jotka havaitsevat pienten saalien, kuten hyönteisten toukkien, katkarapujen ja sudenkorentojen, liikkeet.
Levykampela on todellinen yksinäinen: parittelu on sen ainoa sosiaalinen vuorovaikutus. Adelaiden lähellä sijaitsevan Etelä-Australian Warrawongin villieläinten suojelualueen henkilökunta, joka on nähnyt pariutumisrituaalin, kuvaavat sitä kymmenen minuutin vesitanssina, kun mies pitää aluksi naisen häntä suussaan, kun he uivat ja sukeltavat veden läpi. Pariutumisen jälkeen kukin kumppani palaa uriaan.
"Minusta tuntuu, että koko järkevä käyttää etäällä toisiinsa liittyviä eläimiä vertailemaan meitä omista perimistämme on joskus hiukan" gee-whiz ", kuinka outoja näkökohtia platypus genomissa", Graves sanoo. "Vertaileva genomiikka on erittäin voimakas strategia tutkia omaa menneisyyttämme."
Oudon näköinen Australian kotoperäinen vie uimaan. (Still-kuva: JohnCarnemolla / iStock)