Nowo zmapowane genomy żółwi morskich ujawniają starożytny plan przetrwania

przez NOAA Fisheries 13 lutego 01:13 AEDT

Korzystając z próbek genetycznych z biblioteki tkanek NOAA Fisheries, naukowcy po raz pierwszy zsekwencjonowali kompletne genomy zagrożonych wyginięciem żółwi skórzastych i zielonych.

Ich linie rodowe zamieszkiwały planetę od ponad 100 milionów lat. Mapy genetyczne opublikowane w Proceedings of the National Academy of Sciences ujawniają mocne i słabe strony gatunków, które mogą pomóc zrozumieć ryzyko związane ze zmianami klimatycznymi.

„To daje nam mapę drogową, dzięki której możemy przyjrzeć się, które geny są obecne i ważne dla adaptacji do zmieniających się środowisk” – powiedział Peter Dutton, kierownik programu Marine Turtle Genetics Program w Southwest Science Center NOAA Fisheries i współautor artykułu.

Porównanie sekwencji genetycznych różnych gatunków może pomóc w ocenie potencjału adaptacyjnego i tego, czy żółwie skórzaste mogą być mniej odporne na zmiany klimatu niż żółwie zielone. Odkrycia sugerują, że różnice między gatunkami mogą odzwierciedlać podstawowe adaptacje, które pomagają im nawigować, określać ich dietę, a ostatecznie ich zdolność do przetrwania i przystosowania się do zmieniających się warunków środowiskowych.

„Otworzy to drzwi do przyszłych badań nad szeroką gamą gatunków” – powiedział Dutton. Dodał, że „Zrozumienie ewolucji tych gatunków zbiega się z ewolucją naszej wiedzy dotyczącej genetyki”.

Żółwie przetrwały starożytne zmiany

Zauważył, że żółwie morskie przetrwały zmiany klimatu, a także zmiany kontynentalne podczas swojego pobytu na Ziemi. „Oni przeżyli, a genom jest planem do zrozumienia tego” – powiedział Dutton. „Co zrobili i jak się zmienili, że nadal są tutaj z nami? To pomaga nam zacząć odpowiadać na te pytania”.

Międzynarodowy zespół naukowców kierowany przez doktora habilitowanego z University of Massachusetts Amherst, Blaira Bentleya, ukończył dwa genomy żółwia morskiego. Użyli tkanek z kolekcji NOAA Fisheries Marine Mammal and Sea Turtle Research Tissue Collection w Southwest Fisheries Science Center. Kolekcja zawiera prawie 160 000 próbek tkanki i DNA żółwia morskiego w zamrażarkach, w których temperatura dochodzi do 80 stopni poniżej zera. Jest to jeden z największych tego typu obiektów na świecie.

Starsza autorka Lisa Komoroske jest profesorem ochrony środowiska na Uniwersytecie Massachusetts Amherst. Wcześniej była doktorem habilitowanym w NOAA Fisheries Southwest Fisheries Science Center, gdzie prowadziła niektóre z pierwszych badań genomicznych żółwi morskich. Ten nowy zespół opiera się na tej pracy, generując kompletne sekwencje genomu żółwi morskich, które naukowcy z całego świata mogą wykorzystać do rozwoju biologii żółwi morskich i badań nad ich ochroną.

Różnice między gatunkami

Różnice między gatunkami mogą być najbardziej wymowne, powiedział Komoroske. Kiedy naukowcy po raz pierwszy porównali genomy żółwi morskich zielonych i skórzastych, odkryli, że oddzieliły się od wspólnego przodka około 60 milionów lat temu. Jednak ich genomy są niezwykle podobne. To sprawiło, że kilka różnic się wyróżniło.

Na przykład żółwie zielone mają więcej genów odpowiedzialnych za odporność i wykształciły lepszy węch. Te cechy mogą być jednym z powodów, dla których żółwie zielone są w stanie przetrwać i przystosować się do zmieniających się warunków środowiskowych. Wiele populacji żółwi morskich zmniejszyło się w wyniku działalności człowieka, w tym utraty siedlisk, kłusownictwa, przyłowów na łowiskach, zaplątania się i połknięcia szczątków morskich oraz zmiany klimatu. Jednak populacje żółwi zielonych pozostają znacznie większe niż żółwi skórzastych.

Ochrona żółwia morskiego

Żółwie skórzaste i zielone są chronione na mocy ustawy o zagrożonych gatunkach. Żółw skórzasty Pacyfiku jest jednym z dziewięciu gatunków rybołówstwa NOAA w centrum uwagi i priorytetem w zakresie odbudowy. NOAA Fisheries dołączyła do US Fish and Wildlife Service, aby opracować priorytetowy plan działania na lata 2021-2025 dla Pacyfiku skórzastego. Zawiera szczegółowe informacje na temat kluczowych działań ochronnych niezbędnych do odzyskania tego krytycznie zagrożonego gatunku. Plan obejmuje dalsze pobieranie próbek genetycznych i badania wspierające powrót do zdrowia.

Zasięg występowania żółwia skórzastego obejmuje cały Ocean Spokojny. Żółw może złożyć jaja na plaży w Indonezji, a 9 miesięcy później można go zobaczyć u wybrzeży środkowej Kalifornii. Samice żółwi skórzastych rozmnażają się co 3 do 4 lat, składając przez całe życie ponad 2000 jaj. Od nas wszystkich zależy zapewnienie ochrony, odnowy i przetrwania tych starożytnych gatunków żółwi morskich.