Wielbłądy pomagają ludziom od ponad 5000 lat, odkąd udomowili się w Somalii i Arabii. Wieki podbojów, handlu, eksploracji i ekspansji toczyły się na garbach tych zwierząt dzięki ich niesamowitym przystosowaniom do ekstremalnego pustynnego życia. Wielbłądy mogą tolerować temperatury wyższe niż 100 ° F przez wiele dni i mogą bezpiecznie stracić do 25 procent swojej całkowitej masy ciała między wizytami w wodopoju. Dla porównania, utrata zaledwie 15 procent masy ciała jest śmiertelna dla większości ssaków.
powiązana zawartość
- Amerykanie serwują alpaki na kolację
- Armia Stanów Zjednoczonych używała wielbłądów po wojnie secesyjnej
Źródło tych adaptacji było jednak tajemnicą. Aby spróbować uzupełnić lukę w wiedzy, duży zespół naukowców z instytucji w Chinach, Arabii Saudyjskiej i Danii postanowił wykonać wysokiej jakości sekwencje całego genomu dwóch gatunków wielbłądów na świecie, wielbłądów dwugarbnych - dwugarbnej, kudłatej odmiany, która żyje w Azji i wielbłądy dromadry, jednogarbne z Afryki i Bliskiego Wschodu. Dla porównania zespół zwrócił się również do alpaki, bliskiego wielbłąda, który jest mniej tolerancyjny w trudnych, gorących warunkach. Alpaki nie mają garbów i prowadzą spokojniejsze życie w chłodnych górach Ameryki Południowej.
Raportując dzisiaj w Nature Communications, zespół ujawnia, że wielbłądy i alpaka dzielą około 83 procent swoich genomów zarówno z ludźmi, jak i bydłem. Geny sugerują, że wspólny przodek wielbłądów i alpaki najprawdopodobniej oderwał się od bydła około 42, 7 miliona lat temu, czas odpowiadający najwcześniejszym skamielinom podobnym do wielbłądów znalezionym w Ameryce Północnej. Stworzenie to podzieliło się na wielbłądy i alpaki około 16, 3 miliona lat temu. Wielbłądy dwugarbne i dromadery zaczęły się dywersyfikować poprzez małe, nagromadzone mutacje po migracji ich wspólnego krewnego z Ameryki Północnej do Eurazji około 4, 4 miliona lat temu.
Będąc tak blisko spokrewnieni, zarówno gatunki wielbłądów, jak i alpaka mają tylko kilka kluczowych różnic w swojej architekturze genetycznej. Ale po zbadaniu ponad 20 000 genów u każdego z trzech gatunków zespół odkrył, że w szczególności wielbłądy wykazywały wyjątkowo wysokie tempo zmian ewolucyjnych w stosunkowo krótkim czasie. To „podnosi możliwość ewolucji specyficznej dla wielbłądów, aby przystosować się do środowiska pustynnego”, piszą autorzy. Innymi słowy, wielbłądy musiały szybko posuwać się naprzód na swojej ewolucyjnej trajektorii, aby przetrwać na pustyni.
Wielbłąd dwugarbny na pustyni Taklimakan w Chinach. (cultura / Corbis) Dostosowania obejmują ulepszone reakcje na stres takie jak ciepło, intensywne promieniowanie UV i burze piaskowe; poprawiony metabolizm tłuszczów i wody; lepsza ochrona oczu w postaci długich rzęs i oczu odpornych na jasne światło słoneczne; i większa odporność na choroby układu oddechowego w celu zwalczania pustynnego pyłu. Wydaje się, że wielbłądy dwubiegunowe ewoluowały ze względu na specjalne funkcje nerek, które umożliwiają im stosowanie wysokiego poziomu glukozy we krwi, który działa w celu regulacji ciśnienia osmotycznego między komórkami a ich otoczeniem, a ostatecznie w celu zatrzymania wody. To wyjaśnia, dlaczego wielbłądy wydają się stale istnieć w stanie hiperglikemii, uważają autorzy.
Garby wielbłądów - ich najbardziej rzucająca się w oczy cecha - pojawiły się obok tych modyfikacji genetycznych. Te gigantyczne kopce tłuszczu mogą ważyć do 80 funtów i pełnić rolę rezerwy energii na wypadek niedoboru żywności. Autorzy uważają, że liczba garbów wielbłądów odpowiada różnym sposobom rozwoju ich metabolizmu tłuszczów na osi czasu ewolucji, chociaż potrzebne są dalsze badania, aby udowodnić ten związek.
Podczas gdy wielbłądy przechodziły przez młynek do selekcji naturalnej, alpaka musiała zmagać się z pewną chłodną pogodą, która pojawiła się wokół ostatniego maksimum lodowcowego, około 44 000 lat temu. W przeciwnym razie te długonogie, rozmyte stworzenia cieszyły się rosnącą liczbą i ekspansją z Ameryki Środkowej na Amerykę Południową, nigdy nie spotykając potrzeby czegoś tak nieporęcznego i dziwacznego jak garb. Podczas gdy wielbłądy były cenione za ich niesamowitą odporność na pewną śmierć na pustyni, alpaka została doceniona za ich gruby, kolorowy puch.
Oprócz lepszego zrozumienia tych historycznie i ekonomicznie ważnych udomowionych zwierząt autorzy wskazują, że ich odkrycia mogą pomóc nam przewidzieć, w jaki sposób inne gatunki mogą zareagować na cieplejszy, suchszy świat - i może pomóc programom hodowlanym, które mają na celu stworzenie „ supercamel ”, który może się rozwijać w coraz trudniejszych warunkach.
