WASHINGTON (Reuters) – Wieloryby błękitne, płetwowe, dziobowe, szare, humbaki, prawe i kaszaloty to największe żyjące dziś zwierzęta. W rzeczywistości płetwal błękitny jest największym znanym stworzeniem na Ziemi, przewyższającym nawet największe dinozaury.

W jaki sposób te wspaniałe ssaki morskie stały się tak duże? W nowym badaniu zbadano genetyczne podstawy gigantyzmu u wielorybów, identyfikując cztery geny, które wydają się odgrywać kluczową rolę. Naukowcy stwierdzili, że te geny pomogły w osiągnięciu dużych rozmiarów, ale także w łagodzeniu związanych z tym niekorzystnych konsekwencji, w tym wyższego ryzyka zachorowania na raka i niższej wydajności reprodukcyjnej.

Walenie, grupa ssaków morskich obejmująca wieloryby, delfiny i morświny, wyewoluowała około 50 milionów lat temu z przypominających wilki lądowych przodków, którzy należeli do zespołu ssaków zwanego parzystokopytnymi, który obejmuje dzisiejsze krowy, świnie, owce i wiele innych.

„Rozmiar ciała jest złożonym wynikiem wielu genów, ścieżek oraz procesów fizycznych i ekologicznych” – powiedziała genetyk Mariana Nery z Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) w Brazylii, współautorka badania opublikowanego w czwartek w czasopiśmie Scientific Reports. „Nasze wyniki są jednymi z pierwszych, które pozwoliły zbadać gigantyzm u waleni z perspektywy molekularnej”.

Badanie skupiło się na siedmiu gatunkach wielorybów przekraczających 10 metrów długości. Sześć to wieloryby fiszbinowe, które zjadają maleńką zdobycz za pomocą systemu odżywiania ust z filtrem, obejmującego płytki fiszbinowe wykonane z tej samej substancji, co ludzkie paznokcie. Kaszalot to zębowiec, który poluje na dużą zdobycz, taką jak kałamarnica olbrzymia.

Płetwale błękitne mogą osiągnąć długość około 100 stóp (30 metrów), finwale około 80 stóp (24 metry), kaszaloty i wieloryby około 60 stóp (18 metrów), humbaki i wieloryby biskajskie około 50 stóp (15 metrów), a szare wieloryby około 45 stóp (13,5 metra).

Po ocenie dziewięciu genów, w tym niektórych związanych ze zwiększonym rozmiarem ciała u innych ssaków, naukowcy odkryli, że cztery – nazwane GHSR, IGFBP7, NCAPG i PLAG1 – wydają się zyskiwać na znaczeniu podczas ewolucji dużych wielorybów.

GHSR to gen zaangażowany w uwalnianie hormonu wzrostu przez przysadkę mózgową, masę ciała, metabolizm energetyczny, apetyt i gromadzenie tłuszczu. Jest to również związane z kontrolowaniem proliferacji komórek i programowaną śmiercią komórek. Guzy zasadniczo powstają w wyniku niekontrolowanego wzrostu komórek.

IGFBP7 to gen zaangażowany w promowanie wzrostu i podziału komórek. Istnieją dowody na to, że działa jako supresor raka prostaty, piersi, płuc i jelita grubego.

NCAPG, gen związany ze wzrostem u ludzi, koni, osłów, bydła, świń i kurczaków, jest powiązany ze wzrostem masy ciała, przyrostem masy ciała, proliferacją komórek i cyklami życia komórek.

PLAG1, gen związany ze wzrostem ciała u bydła, świń i owiec, bierze udział we wzroście zarodka i przeżywalności komórek.

„Gigantyzm w obecnej linii waleni jest niedawny, szacowany na około 5 milionów lat temu. Wcześniej istniały zwierzęta o dużych rozmiarach, takie jak Basilosaurus, ale były to wyjątki, a większość waleni nie przekraczała 10 metrów długości” – czytamy w badaniu. główny autor Felipe Andre Silva, który pracował nad badaniami, jednocześnie zdobywając tytuł magistra genetyki i biologii molekularnej na UNICAMP.

„Gigantyzm może przynieść pewne korzyści, takie jak mniejsza szansa na ofiarę i większa szansa na zdobycie pożywienia” – dodał Silva.

Basilosaurus, zębaty drapieżnik wierzchołkowy sprzed około 40 milionów lat, był największym znanym wczesnym wielorybem. Linia wielorybów fiszbinowych datuje się na około 36 milionów lat temu, zaczynając od skromnych rozmiarów.

„Ewolucja waleni to fantastyczna historia, ponieważ te ogromne i charyzmatyczne zwierzęta przyciągają uwagę wielu ludzi” – powiedział Nery. „Ale poza ciekawością, jaką wzbudza, zwierzęta te mogą nas wiele nauczyć o samym procesie ewolucyjnym. A wieloryby okazały się bardzo interesującym modelem do zrozumienia, w jaki sposób powstaje różnorodność biologiczna i pomagają odpowiedzieć na fundamentalne pytania w biologii ewolucyjnej”.

(Reportaż Willa Dunhama, montaż: Rosalba O’Brien)

Prawa autorskie 2023 Thomson Reuters.