Uusi afroaasialaisten lievästi myrkyllisten käärmeiden heimo panee käärmeiden sukupuun uusiksi
Ekologisesti erittäin monimuotoisten käärmeiden Elapoidea-yläheimo on levinnyt maapallolla lähes kaikkialle. Siihen kuuluvat kobrat, mambat ja monet muut maailman tappavimmista käärmeistä.
Tutkimusryhmä kokosi valtavan, lähes 4 600 geenin genomiaineiston – useimmat eläinten perimän luokitteluun käytetyt aineistot koostuvat alle kymmenestä geenistä. Tutkijat sekvensoivat kaikkien tunnettujen yläheimoon kuuluvien heimojen ja alaheimojen perimät ja analysoivat niitä supertietokoneilla. Samalla selvitettiin, vastaavatko käärmeiden anatomiset piirteet genomidatan perusteella rakennettua kehityshistoriaa ottamalla useista myrkkytarhakäärmeiden (Elapidae) museoyksilöistä nano- ja mikrotietokonekerroskuvia.
Uusi merkittävä haara käärmeiden sukupuussa
Tutkijat löysivät Elapoidea-yläheimoon kuuluvan täysin uuden heimon (yläheimo on heimoja yhdistävä tieteellinen luokittelutaso).
Biologit löytävät uusia lajeja ja sukuja varsin usein, mutta täysin uuden selkärankaisten heimon löytyminen on äärimmäisen harvinaista – sitä tapahtuu vain kerran tai korkeintaan muutaman kerran vuosisadassa. Nyt löydettyyn Micrelapidae-heimoon kuuluu kaksi sukua ja kaikkiaan neljä tai viisi lajia, joita tavataan Lähi-idässä sekä itä- ja koillis-Afrikassa.
Elapoidea-yläheimo kattaa noin 700 käärmelajia, jotka jakautuvat useisiin eri heimoihin. Se on yksi lajimäärältään suurimmista käärmeryhmistä. Tutkijat arvioivat, että yläheimon käärmeet kehittyivät kenotsooisella kaudella (tarkkaan ottaen eoseeni-nimisellä ajanjaksolla) arviolta 50–45 miljoonaa vuotta sitten. Elapoidea-yläheimo on malliesimerkki varhaisella kenotsooisella kaudella tapahtuneesta nopeasta radiaatiosta eli levittäytymisestä, minkä takia ryhmän kehityshistoriaa on äärimmäisen vaikea selvittää.
– Näin merkittävän käärmeryhmän lajinkehitykseen liittyvien luotettavien tietojen puuttuminen on haitannut myrkyn evoluution tutkimusta, evoluutioon pohjautuvien suojeluratkaisujen tekemistä sekä museoiden, koulutusasiantuntijoiden ja lääketieteen tutkijoiden välistä viestintää, sanoo tutkija Sunandan Das Helsingin yliopiston organismi- ja evoluutiobiologian tutkimusohjelmasta.
– Kehityshistorian tunteminen on lähes kaiken vertailevan biologisen tutkimuksen perusedellytys, Das lisää.
Tutkimusryhmän tulokset tarjoavat myös menetelmiä kauan sitten tapahtuneeseen nopeaan levittäytymiseen eli radiaatioon liittyvän evoluution tehokkaaseen tutkimiseen.
Mitä nopea radiaatio on, ja miksi sitä on niin vaikea tutkia?
Evoluution eteneminen muistuttaa puun kasvua: oksa jakautuu kahteen tai useampaan jälkeläishaaraan, joista osa synnyttää uusia oksia samalla, kun toiset oksat kuihtuvat. Siinä missä puussa on eripituisia oksia, elämänpuun oksat eli kehityshistoriat voivat olla lyhyitä tai pitkiä sen mukaan, kuinka kauan yksittäiset sukujuuret ovat olleet olemassa ennen lajiutumista (eli hetkeä, jolloin yksi laji jakautuu kahdeksi evoluution edetessä) uusiksi jälkeläisiksi. Lyhyiden räjähdysmäisten monipuolistumisjaksojen ja uusien lajien synnyn takia osa elämänpuun oksista on lyhyitä. Biologit kutsuvat tällaisia tilanteita nopeaksi radiaatioksi eli levittäytymiseksi.
Lintujen, istukkanisäkkäiden ja monien muiden eläinryhmien nykyisen monimuotoisuuden taustalla on kauan sitten tapahtunutta nopeaa radiaatiota, mutta tämän nimenomaisen evoluutiovaihtoehdon tutkiminen on biologin painajainen.
– Kauan sitten tapahtunut nopea radiaatio on kiperä pähkinä siihen liittyvän molekyylitason eli DNA:n evoluution monimutkaisuuden takia, Sunandan Das sanoo.
Geneetikot kutsuvat geenien erilaisia (mutatoituneita) versioita alleeleiksi. Kun esivanhemman asemassa oleva laji on olemassa pitkään ennen jälkeläislajien synnyttämistä populaation jakautumisen kautta, alkuperäiseen populaatioon yleistyy lopulta yksi tietty versio eli alleeli yksittäisistä geeneistä. Nopean lajiutumisen tapauksessa esivanhemman asemassa olevassa lajissa säilyy kuitenkin useita rinnakkaisia alleeleja, jotka periytyvät jälkeläisille sattumanvaraisesti. Tämä kehityslinjojen epätäydelliseksi järjestymiseksi kutsuttu ilmiö ja muutama muu tekijä tekevät nopeasta radiaatiosta hankalan tutkimuskohteen. Sunandan kollegoineen onnistui ratkaisemaan haasteet hyödyntämällä algoritmeja, jotka kykenevät analysoimaan epätäydellistä järjestymistä ja valtavia määriä genomidataa.
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Sunandan Das, sunandan.das@helsinki.fi
Marjaana LindyViestinnän asiantuntijaHelsingin yliopisto / Viestintä ja yhteiskuntasuhteet
Puh:+358 (0)50 5186195marjaana.lindy@helsinki.fiKuvat
Tietoja julkaisijasta
PL 3
00014 Helsingin yliopisto
02941 22622 (mediapalvelu) 02941 911 (vaihde) (vaihde)https://www.helsinki.fi/fi/yliopisto
Helsingin yliopisto on yli 40 000 opiskelijan ja työntekijän kansainvälinen tiedeyhteisö, joka toimii neljällä kampuksella Helsingissä ja usealla muulla paikkakunnalla Suomessa. Kansainvälisissä yliopistovertailuissa se on ollut toistuvasti maailman sadan parhaan yliopiston joukossa. Helsingin yliopisto on perustettu vuonna 1640.
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Helsingin yliopisto
Helsingin yliopiston operatiivinen tulos 2023 oli 16 miljoonaa euroa miinuksella17.4.2024 14:37:06 EEST | Tiedote
Varainhankinta sekä sijoitus- ja rahoitustuotot nostivat kokonaistuloksen plussalle. Yliopisto lisää sijoitustoiminnan tuotonjakoa perustehtävään seuraavien viiden vuoden ajan.
Pelastakaa tiede! -dokumenttielokuva kertoo tieteen evakuoinnin tarinan17.4.2024 10:28:01 EEST | Tiedote
Kirjailija, FT Anna Kortelainen, Kansalliskirjasto ja Kirjastokaista ovat tuottaneet yhteistyössä dokumentin, joka pureutuu Kansalliskirjaston aineistojen evakuointiin talvi- ja jatkosodan aikana. Elokuva julkaistaan 17.4.2024 Kirjastokaistan verkkosivuilla sekä Kansalliskirjaston Youtube-kanavalla.
Kutsu medialle: Tule seuraamaan Viikin tutkimustilan lehmien keväistä laitumellelaskua 4.5.!15.4.2024 14:44:21 EEST | Tiedote
Helsingin yliopisto, Valio ja maatalousylioppilaiden yhdistys Sampsa kutsuvat median edustajat osallistumaan Suomen urbaanimpien lehmien laitumellelaskuun Viikin tutkimustilalla lauantaina 4. toukokuuta.
Diabeteslääke voi tehostaa immuunipuolustuksen taistelua rintasyöpää vastaan12.4.2024 10:11:23 EEST | Tiedote
Tyypin 2 diabeteslääke metformiini voi tutkimuksen mukaan auttaa elimistön immuunijärjestelmää tunnistamaan paremmin syöpäsoluja ja tehostaa puolustusreaktiota niitä vastaan.
Suurten suojelualueiden merkitys korostuu pohjoisten lintulajien suojelussa12.4.2024 09:31:44 EEST | Tiedote
Nykyinen suojelualueverkosto ei riitä hidastamaan kylmään sopeutuneiden, pohjoisten lajien, kuten järripeipon, taantumista pohjoisella pallonpuoliskolla, osoittaa Helsingin yliopiston tuore tutkimus. Tehokkain tapa hidastaa pohjoisten lajien häviämistä on suurten suojelualueiden perustaminen.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme