Kamptozoa и Bryozoa — два типа мелких водных беспозвоночных. Они связаны с улитками и моллюсками (вместе называемыми моллюсками), щетинистыми червями, дождевыми червями и пиявками (вместе называемыми кольчатыми червями) и ленточными червями (немертеями). Но их точное положение на древе жизни и то, насколько тесно они связаны с этими другими животными, всегда озадачивало биологов-эволюционистов. Предыдущие исследования последовательно перемещали их. Более того, хотя Kamptozoa и Bryozoa изначально считались одной группой, они были разделены на основании их внешнего вида и анатомии.
Теперь, используя передовые технологии секвенирования и мощный вычислительный анализ, ученые из Окинавского института науки и технологий последипломного университета (OIST) в сотрудничестве с коллегами из Санкт-Петербургского университета и Университета Цукуба обнаружили, что два типа отделились от моллюсков и червей раньше, чем предполагали предыдущие исследования, и, таким образом, они действительно образуют отдельную группу.
«Мы показали, что, используя высококачественные транскриптомные данные, мы можем ответить на давний вопрос в меру наших современных методов», — сказал д-р Константин Халтурин, научный сотрудник отдела морской геномики OIST и первый автор статьи, опубликованной в Научные достижения.
Геном — это полный набор генетической информации, содержащейся в каждой клетке. Он подразделяется на гены. Эти гены состоят из пар оснований ДНК, и каждый ген содержит инструкции, необходимые для создания белка, и, таким образом, обеспечивает надлежащий уход и обслуживание клетки. Чтобы инструкции выполнялись, ДНК должна быть сначала транскрибирована в РНК. Результатом этого является транскриптом, подобный отражению генома, но записанный в парах оснований РНК, а не в ДНК.
Эта генетическая информация различается у разных видов. Те, кто находится в близком родстве, имеют очень схожую генетическую информацию , в то время как большее эволюционное расстояние приводит к большему количеству генетических различий. Используя эти данные, исследователи улучшили наши знания об эволюции животных, но на некоторые вопросы все еще трудно ответить.
Поскольку Kamptozoa и Bryozoa тесно связаны с моллюсками, кольчатыми червями и немертами, небольшие ошибки в наборе данных или отсутствующие данные могут привести к неправильному размещению на эволюционном дереве . Кроме того, при сборе этих крошечных животных легко обнаружить другие организмы, такие как водоросли, которые загрязняют образец. Доктор Халтурин подчеркнул, что они были осторожны, чтобы избежать загрязнения, а затем проверили свой набор данных на наличие РНК водорослей и мелких животных, чтобы удалить все, что могло быть получено от них.
В общей сложности исследователи секвенировали транскриптом четырех видов Kamptozoa и двух видов Bryozoa, но на гораздо более высоком уровне качества, чем это было достигнуто ранее. В то время как прошлые наборы данных имели полноту 20-60%, в этом исследовании полнота транскриптома составила более 96%.
Используя эти транскриптомы, они предсказали белки и сравнили их с аналогичными данными по 31 другому виду, некоторые из которых были тесно связаны с Kamptozoa и Bryozoa, такими как моллюски и щетинистые черви, а другие были более далекими, такими как лягушки, морские звезды, насекомые, и медузы. Высококачественные наборы данных означали, что они могли одновременно сравнивать множество различных генов и белков. Доктор Халтурин высоко оценил мощные вычислительные возможности, к которым исследователи могли получить доступ в OIST.
«Наш главный вывод состоит в том, что эти два типа принадлежат друг другу», — сказал доктор Халтурин. «Этот результат был первоначально предложен в 19 веке биологами, которые группировали животных на основе их внешнего вида».
Хотя д-р Халтурин заявил, что на этот вопрос теперь дан ответ в меру имеющихся возможностей, он также подчеркнул, что набор данных может ответить на другие фундаментальные эволюционные вопросы, такие как более точное расположение моллюсков и кольчатых червей на древе жизни и как жизнь диверсифицированный.
