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Rekordbrechendes Lungenfisch-Genom enthüllt Geheimnisse früher Landwirbeltiere

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Credit: Katherine Seghers / Louisiana State University

Wissenschaftler haben kürzlich das größte jemals sequenzierte Tiergenom enthüllt, das dem südamerikanischen Lungenfisch, "Lepidosiren paradoxa", gehört. Diese bemerkenswerte Entdeckung zeigt, dass das Genom des Lungenfischs beeindruckende 90 Milliarden Basenpaare lang ist, was es 30-mal größer macht als das menschliche Genom und doppelt so groß wie der vorherige Rekordhalter, der australische Lungenfisch.

Lungenfische werden oft als "lebende Fossilien" betrachtet, da sie eng mit den alten Vorfahren aller Landwirbeltiere, einschließlich des Menschen, verwandt sind. Durch das Studium des enormen Genoms des südamerikanischen Lungenfischs hoffen die Forscher, Geheimnisse über die frühe Evolution der Wirbeltiere zu entschlüsseln, die vor etwa 360 Millionen Jahren zum ersten Mal das Land betraten.

Die Studie, die von einem internationalen Team von Wissenschaftlern geleitet wird, hebt hervor, dass das Genom des Lungenfischs im Laufe der Zeit schnell gewachsen ist, hauptsächlich aufgrund der Aktivität von Transposons – DNA-Segmenten, die sich selbst replizieren können und sich innerhalb des Genoms bewegen. Interessanterweise ist diese genomische Expansion mit einer noch nie dagewesenen Geschwindigkeit erfolgt und hat alle 10 Millionen Jahre das Äquivalent des gesamten menschlichen Genoms hinzugefügt.

Trotz dieses schnellen Wachstums ist das Genom des Lungenfischs überraschend stabil geblieben. Diese Stabilität bietet den Wissenschaftlern eine einzigartige Gelegenheit, die genetische Zusammensetzung der frühen Tetrapoden, der ersten Wirbeltiere, die an Land gingen, zu rekonstruieren. Solche Einblicke könnten wertvolle Informationen darüber liefern, wie sich diese alten Kreaturen an das Leben an Land anpassten und den Weg für die Evolution von Amphibien, Reptilien, Vögeln und Säugetieren ebneten.

Dieser Durchbruch in der genomischen Forschung setzt nicht nur einen neuen Rekord, sondern vertieft auch unser Verständnis der genetischen Grundlagen des Lebens an Land und bietet einen Einblick in die fernere Vergangenheit unserer eigenen evolutionären Geschichte.

Nature, 2024; doi: 10.1038/s41586-024-07830-1