Plattfische wurden aufgrund der evolutionären Kaskade schnell komisch

Der Biowissenschaftler der Rice University, Kory Evans, mit einem 3D-gedruckten Schädel eines Buben, einem engen symmetrischen Verwandten von Plattfischen. Evans und Kollegen stellten fest, dass Plattfische dank hochintegrierter Netzwerke von Genen, die die Formen ihrer Schädel kontrollierten, schnell ihre asymmetrische Form entwickelten. Bildnachweis: Jeff Fitlow / Rice University

Du hast Glück. Der Biologe der Rice University, Kory Evans, hat die Antwort.

“Plattfische sind einige der seltsamsten Wirbeltiere auf dem Planeten, und sie wurden sehr, sehr schnell seltsam, indem sie innerhalb kurzer Zeit mehrere Merkmale gleichzeitig veränderten”, sagte Evans, ein Assistenzprofessor für Biowissenschaften bei Rice, der sich auf das Studium der Evolution spezialisiert hat von Fischen über lange Zeitskalen.

Von allen Säugetieren, Reptilien, Vögeln, Amphibien und Fischen sind Plattfische leicht die asymmetrischsten. Evans, der entsprechende Autor einer Studie zur Plattfischentwicklung in den Proceedings der National Academy of Sciences, sagte, es sei hilfreich, dies im Blick zu behalten.

“Stellen Sie sich ein anderes Tier vor”, sagte er. “Nehmen wir an, Sie gehen spazieren und sehen ein Eichhörnchen, und ein Auge ist hier und das andere ist da”, sagte er und zeigte auf zwei Stellen auf derselben Seite seines Gesichts. “Das Eichhörnchen hat eine schlechte Zeit. Und es gibt 800 Arten dieser Fische, die das einfach tun.

“Perspektive hilft zu verstehen, wie seltsam diese Tiere tatsächlich sind.”

In evolutionärer Hinsicht ist die Plattfischasymmetrie nicht nur eine Neuheit, sondern eine Innovation und ein Merkmal, das Plattfische selbst von ihren engsten Verwandten weit entfernt.

Evans sagte, die Plattfischentwicklung sei besonders interessant, weil sie als typische, symmetrische Fische begannen. Sie begannen vor ungefähr 65 Millionen Jahren, ihre aktuelle Form oder Morphologie zu entwickeln, und innerhalb von 3 Millionen Jahren waren sie weitgehend fertig.

“Wir haben all diese neuartige Besiedlung des Morphospace in 3 Millionen Jahren”, sagte Evans. “Und schauen Sie, wie viel Zeit seitdem vergangen ist. Es gibt also eine wirklich kurze und kurze Zeitspanne, in der sie all diese neuen Formen und all diese verrückten Arten entwickelt haben.”

“Wir haben all diese neuartige Besiedlung des Morphospace in 3 Millionen Jahren”, sagte Evans. “Und schauen Sie, wie viel Zeit seitdem vergangen ist. Es gibt also eine wirklich kurze und kurze Zeitspanne, in der sie all diese neuen Formen und all diese verrückten Arten entwickelt haben.”

“Bei der Integration besteht ein hohes Maß an Korrelation zwischen Merkmalen. Wenn Sie also ein Merkmal ändern, wird auch ein anderes Merkmal geändert”, sagte Evans. “In makroevolutionären Zeiträumen wird dies wirklich interessant, da sich die Merkmale dann gemeinsam entwickeln. Wenn Sie also ein Merkmal ändern, ändern Sie möglicherweise mehrere andere.”

Er sagte, dass Merkmale stärker integriert werden können, wenn ihre morphologische Entwicklung durch gemeinsame Geninteraktionsnetzwerke gesteuert oder beeinflusst wird.

“Wenn sich die Signalisierungsnetzwerke erweitern und mehr und mehr Merkmale umfassen, können Sie theoretisch Änderungen im gesamten Organismus mit demselben Signalisierungsnetzwerk verschmieren und sich sehr schnell ändern”, sagte er. “Es ist, als würde man einen Knopf drücken und das ganze Tier auf einmal umdrehen.”

Evans, Larouche und Watson verwendeten verschiedene Methoden, um die Geschichte der Plattfischentwicklung zusammenzusetzen. Eine war eine phylogenetische Vergleichsmethode, die die Evolutionsgeschichte von Merkmalen zwischen und zwischen Arten verfolgt. Phylogenetische Bäume haben Zweige, die zeigen, wo Arten auseinander gehen. “Normalerweise wird der Baum mithilfe der Genetik gebaut”, sagte Evans. “Also, vielleicht haben wir eine Menge Genome für all diese Arten. Und wir können damit herausfinden, wer enger mit wem verwandt ist. Sobald der Baum gebaut ist, kann ich sehen, wie sich die Eigenschaften im Laufe der Zeit verändert haben das Verzweigungsmuster des Baumes als Leitfaden. “

Die Forscher verwendeten auch einen Mikro-CT-Scanner im Evans-Labor, um 3D-Scans der Schädel mehrerer Plattfischarten durchzuführen. Die Scans wurden verwendet, um morphometrische 3D-Modelle zu erstellen, die auf Formunterschiede verglichen werden konnten. Aber viele Plattfischarten sind so unterschiedlich, dass es nicht möglich war, “sie nur mit Form oder nur mit Phylogenie auseinander zu ziehen”, sagte Evans.

Daher erstellten die Forscher komplexe mathematische Modelle, um den Integrationsgrad zwischen verschiedenen Regionen des Schädels in der 65-Millionen-jährigen Geschichte der Plattfische und ihrer Verwandten zu verfolgen.

“Wir haben festgestellt, dass Plattfische weitaus stärker integriert sind als Nicht-Plattfische. Dies bedeutet, dass die Entwicklung der Asymmetrie für Plattfische im Grunde genommen ein integrierter Prozess war, der Veränderungen am gesamten Schädel beinhaltete”, sagte er. “Als das Auge wanderte, änderten sich auch einige andere Dinge. Und es wurde additiv. Als der Plattfischschädel immer mehr integriert wurde, begannen sich pro Zeiteinheit mehr Dinge zu ändern als eine Generation zuvor.”

Evans sagte, dies sei nicht der einzige Weg, um flach zu werden.

“Andere Fische, die flach sind, haben dies nicht getan, wie Stachelrochen”, sagte er. “Sie sind einfach flach geworden wie ein Pfannkuchen. Aber ihre Augen sind nicht beide auf der gleichen Seite. Die Remora (auch bekannt als Saugfisch) ist auch ein flach aussehender Fisch, und das haben sie nicht getan.”

Angesichts der Tatsache, dass Evolution ein Wettbewerb um das “Überleben der Stärksten” ist, wirft der evolutionäre Erfolg von Plattfischen die Frage auf: Ist Asymmetrie irgendwie vorteilhaft?

Das könnte dir auch gefallen
Hinterlasse eine Antwort

Deine Email-Adresse wird nicht veröffentlicht.

Plattfische wurden aufgrund der evolutionären Kaskade schnell komisch…

Lesezeit: 4 min
0