体がないわけではない: ヒトデはなぜ頭だけを這っているのか

年老いたバットスターの神経系 (ローラン・フォーメリー / オリンピック / Evident Image of the Year Award)
年老いたバットスターの神経系 (ローラン・フォーメリー / オリンピック / Evident Image of the Year Award)

ヒトデが帽子を持っている場合、どこに帽子をかぶるでしょうか?また、ヒトデの体の配置は、その近縁種である人間の体の配置とどのように関連しているのでしょうか?このような疑問は長い間科学者を困惑させてきたが、研究チームは カリフォルニア 彼らはついにヒトデの頭がどこにあるのかを発見したと信じていたが、それは完全な驚きであったことが判明した。 

研究者らは、高度な遺伝的および分子ツールを使用して、ヒトデの遺伝子発現 (遺伝子にコード化されたデータが関数に変換される方法) の 3D アトラスを作成し、ヒトデの体の領域をマッピングしました。 

「答えは私たちが予想していたよりもはるかに複雑です」と博士研究員ローラン・フォーマリーは言う。 スタンフォード大学、この研究の筆頭著者は、スタンフォード大学の人文科学大学院の上級著者クリストファー・ロウ教授の研究室で、スタンフォード大学のダニエル・S・ロクサール氏とともに実施されました。 カリフォルニア、バークレー。 

「それはただ奇妙です、そしておそらくグループの進化はさらに複雑でした。」棘皮動物にはヒトデだけでなくナマコやウニも含まれます。

大人のバットスター (ローラン・フォーメリー)
大人のバットスター (ローラン・フォーメリー)

予想外だったのは、ヒトデの「頭」がどこにもないことが判明したことだ。その代わりに、科学者らは「頭のような」領域がその中心全体と各四肢の中央に分布し、その周囲に沿って尾のような領域を検出した。 

ヒトデのどの部分も動物の鼻に関連する遺伝的パターンを持っていないため、ヒトデは這う能力を備えた頭として説明するのが最も適切であるようです。

動物学の謎

シースターは非常に古代のものですが、人間と密接な関係があります。彼らは受精卵として生活を始め、孵化して浮遊幼生になり、海底に定着するまで数か月間プランクトンとして漂流することができます。 

ヒトデ: 幼虫から幼体への変態 (ローラン・フォーメリー)
バットスター幼虫の幼体への変態(ローラン・フォーメリー)

この時点で、彼らは人間のような対称的な「両側ボディプラン」を持つことから、五芒星の形、つまり「五放射状ボディプラン」を持つ大人に変わります。

動き出す少年バットスター(ローラン・フォーメリー)

「これは何世紀にもわたって動物学的謎でした」とロウ氏は言う。 「どのようにして両側性のボディ プランから五放射状のボディ プランに移行できるのでしょうか。また、ヒトデの一部を私たち自身のボディ プランとどのように比較できるのでしょうか?

「ヒトデには解剖学的に脊椎動物に関連する部分は何もありません。そこにはただ何もないのです。」 「奇妙な」解剖学的構造を無視することを決定したチームは、ヒトデを遺伝子レベルおよび分子レベルで分析することに集中することを選択した。 

バットスターズ (パトリリア・ミニアータ)が選択されたのは、この種に関する以前の科学的研究からプロトコルがすでに存在しており、チームが活動している米国西海岸では非常に一般的であるためです。

少年バットスターの骨格、筋肉、神経系 (ローラン・フォーメリー)
少年バットスターの骨格、筋肉、神経系 (ローラン・フォーメリー)

「まず、シースターの腕を先端から中央、上から下、左から右に薄いスライスに切り分けました」とフォーメリー氏は言います。 「私たちはRNAトモグラフィーを使用して各スライスでどの遺伝子が発現しているかを特定し、次にそれらのスライスを次の方法で「再構築」しました。 コンピュータ モデル。これにより、遺伝子発現の 3D マップが得られました。」

2 番目の方法では、と呼ばれる最近の技術開発を使用しました。 現場の ハイブリダイゼーション連鎖反応。これには、バットスター組織を染色し、それを視覚的に検査して遺伝子が発現している場所を決定することが含まれていました。 

バットスター遺伝子発現 (ローラン・フォーメリー)
バットスター遺伝子発現 (ローラン・フォーメリー)

「最近の分子論文でも、進化系図上の棘皮動物の近くには疑問符が付いています。なぜなら、棘皮動物については私たちがあまり知らないからです」とフォーメリー氏は言う。 「少なくとも分子レベルで、私たちはパズルの新しいピースを手に入れ、それを木の上に置くことができるということを示すことができて良かったです。」チームの研究は、 自然.

ダイバーネットでも: パーティーをするヒトデは 10 代のライフスタイルを追求, ダイバー調査でシースターの流行が明らかに, ダイビングインストラクター「COTSの危険性を認識していない」, スターの死

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