Bizarně vyhlížející ptakopysk se stal zvířetem plakátů pro evoluční vědu. Je to živý most mezi chlupatým ještěrem, který byl naším předkem a savcem, kterým jsme dnes. Nedávno publikovaný genom platypus však ukazuje, že tento rodák z Austrálie má amalgám genů, které se podobají genům ptáků, savců a plazů. Výzkum také zdůraznil, že kontinent má mimořádný význam v genetickém výzkumu.
„Austrálie, která se odpoutala od hlavního proudu evoluce po dobu 80 milionů let, se specializuje na opravdu odlišné rostliny a zvířata, “ říká Jenny Graves, profesor srovnávací genomiky na australské národní univerzitě v Canberře. „Náš přístup k klokanům a [tasmánským] ďáblům, drakům, kookaburrům a starým stromům dásní představuje příležitosti, jak jedinečně přispět k mezinárodní genomice.“
Před miliony let, kdy se Austrálie odklonila od superzemské masy zvané Gondwana, byla její flóra a fauna izolována - izolace, díky níž se tato země podobá obrovské evoluční laboratoři. Více než 80 procent australských rostlinných a živočišných druhů je endemických, což znamená, že se vyskytují přirozeně pouze na tomto kontinentu. Do této skupiny patří dvanáct čeledí kvetoucích rostlin, čtyři ptáci a sedm savců, z nichž některé mají svůdná jména, jako je dlouhosrstá pygmy-vačice a hmyzožravá netopýr s nosem.
Toto biologické dědictví bylo zachováno ve směsi genů nalezených v platypusu, který spolu s echidnou (nebo ostnatým mravenečníkem) patří do třídy savců zvaných monotrómy, protože mají pouze jeden otvor pro reprodukci a odstranění odpadu.
Stejně jako ostatní savci, i platypus má kožešinu, termoreguláty a laktáty, ačkoli nemá bradavky (mladý klínovec vylévá mléko z břicha matky). Klade však vejce jako plazy a ptáky a samec platypus nese jed (ve výběžcích na zadních nohách), další rys se vyskytuje u některých plazů, zatímco jeho spermie a sexuální make-up jsou blízké kuřatům.
Graves, spoluzakladatelka projektu genomů platypus a jeden z 26 Australanů ze 100 mezinárodních vědců, kteří se zúčastnili, získal několik vědeckých ocenění a za svou průkopnickou práci na původních druzích byl označen za „národní poklad“. Jako autorita v oblasti určování pohlaví strávila desítky let zkoumáním ptakopysků a ikonického vačnatce, klokanů - a navrhla genomické studie o obou.
Nyní je hotový genom platypus, který prostřednictvím vědecké komunity vysílá vlnění vzrušení. A hádanka klokanů se také brzy vyřeší a zveřejnění genomu tohoto zvířete by mělo proběhnout v příštích několika měsících.
Přední nohy pavučinovitých paží se rozprostírají, aby napomáhaly plavání, ale sklopily se zpět na souši, takže drápy mohou kopat nory na břehu břehů země (CORBIS) 
Když se ponoří, platypus zavře oči, uši a nosní dírky a najde své jídlo prostřednictvím elektrických receptorů ve svém účtu, který detekuje pohyb malé kořisti (Foto s laskavým svolením Nicole Duplaix / Getty Images) 
Nedávno dekódovaný genom platypus ukazuje, že platypus má ptačí, plazové a savčí geny (Foto s laskavým svolením Warrawong Wildlife Sanctuary, Jižní Austrálie, Austrálie) 
Rodák z Austrálie, platypus v nesmírně plachém stavu a je zřídkakdy viděn kromě časného rána a večer (Foto s laskavým svolením Ian Elton, Healesville Sanctuary, Victoria, Austrálie) 
S účtem jako kachna, ocasem jako bobr a webbedovými nohama je platypus bizarně vypadající, ale je dobře vybaven pro svůj poloakvatický životní styl (Foto s laskavým svolením Ian Elton, Healesville Sanctuary, Victoria, Austrálie) V rámci projektu částečně financovaného americkými National Institute of Health (NIH), australští vědci nedávno dokončili sekvenování DNA tammarské wallaby - malého člena rodiny klokanů. Graves, ředitelka Centra excelence pro Kangaroo Genomics od ARC, a její kolegové jsou v procesu montáže a jejího využití k prozkoumání biologie klokanů a určení důležitých lidských genů.
Marťanská miminka se rodí předčasně a obvykle se vyvíjejí v matčině poučku, díky čemuž jsou snadno dostupné pro výzkum raného vývoje. „Vačkovci, “ říká Graves, „jsou více příbuzní lidem a myším než monotrómy. Jejich genomy jsou mnohem více podobné genomům placentárních savců; stejná velikost, stejný druh distribuce sekvencí, genomické imprinting, monofyletické pohlavní chromozomy a alespoň verze inaktivace chromozomů X. "
Protože jak monotrómy, tak i vačnatci jsou k nám vzdáleně příbuzní (platypus se odloučil od našeho společného předka 166 milionů let a klokan před 146 miliony let), umožňují určitá jasná genetická srovnání. To není případ našich partnerských placentálů, jako jsou myši, které jsou nám tak blízké, že je obtížné určit důležité genetické oblasti, které zůstaly nezměněny po miliony let.
Klokan je druhým vačnatcem, který má být sekvenován. V loňském roce vyšel genom jihoamerického druhu vačice. Vědecká komunita dosud publikovala dvacet savčích sekvencí, ale očekává se, že se tento počet dramaticky zvýší v důsledku technologického pokroku a mezinárodní spolupráce. Po platypusu a klokani by mohla být echidna dalším australským domorodcem (je také v Nové Guineji), který se podrobí genetickému dekódování. Australský výzkumný pracovník ARC Frank Grützner z Adelaide University, který se také podílel na projektu platypus, vybavil některé echidnas rádiovými vysílači a odebral jejich DNA pro sekvenování.
Ale nejsou to jen savci, kteří dostávají genetickou kontrolu. Gravesova laboratoř se také dívá na aligátory, ptáky, jako je emu, a dokonce na téměř zaniklou žabu Corroboree.
„Věk genomiky pro nás, kdo pracuje na divných zvířatech, byl opravdu vzrušující, “ říká. "Nemůžeme být šťastnější."
Divný je určitě termín pro ptakopysky - domorodá legenda tvrdila, že to byl potomek kachny a vodní krysy - ale evoluce jej pěkně vybavila pro svůj poloakvatický životní styl. Jeho plochý ocas působí jako kormidlo, když plave, a je také úložným prostorem pro další jídlo. Její přední chodidla se rozprostírají na pomoc při plavání, ale na zemi se ohýbají zpět, což umožňuje drápům stát se piky pro kopání nory na zemských březích kolem řek, jezer nebo potoků. Když se ponoří, zavře své nozdry i oči a uši (nemá vnější ušní lalůček). Ale jeho plochý účet lokalizuje jídlo prostřednictvím jedinečných elektrických receptorů, které detekují pohyb drobné kořisti, jako jsou larvy hmyzu, krevety a vážky.
Platypus je skutečný samotář: páření je jeho jediná sociální interakce. Zaměstnanci v jiho australské Warrawong Wildlife Sanctuary poblíž Adelaide, kteří byli svědky pářeného rituálu, jej popisují jako desetiminutový vodní tanec, přičemž samec zpočátku držel ocas ženy v ústech, když plavali a potápěli se vodou. Po páření se každý partner vrací do své doupě.
"Myslím, že celá racionální použití srovnání mezi vzdáleně spřízněnými zvířaty k vyprávění o našich vlastních genomech je někdy v gee-whiz někdy trochu ztraceno, jak divné" aspekty genomu platypus, "říká Graves. "Srovnávací genomika je strašně silná strategie pro zkoumání naší vlastní minulosti."
Podivný australský australský rodák si zaplave. (Fotografie: JohnCarnemolla / iStock)
