모충은 세포 이동, 여과 및 감지를 담당하는 작은 '털'이 없습니다.

기괴한 동물로 가득 찬 세상에서 털벌레는 가장 기이한 벌레 중 하나입니다. 기생 벌레는 때때로 “마인드 컨트롤”이라고 불리는 방식으로 숙주의 행동을 조작합니다. 저널의 새로운 연구 현재 생물학 다른 털벌레 종들이 공유하는 또 다른 이상한 특징이 드러납니다. 연구자들이 예상했던 유전자의 약 30%가 결여되어 있다는 것입니다. 게다가, 사라진 유전자는 알려진 다른 모든 동물의 세포 중 적어도 일부에 존재하는 머리카락과 같은 구조인 섬모의 발달에 책임이 있습니다.

Hairworms는 전 세계에서 발견되며 몇 인치 길이의 가늘고 긴 스파게티 가닥처럼 보입니다. 그들의 단순한 몸은 그들의 기생 생활 방식을 암시합니다. 배설, 호흡기 또는 순환계가 없으며 거의 ​​평생을 다른 동물의 몸 안에서 보냅니다. 시카고 대학의 박사 후 연구원인 타우아나 쿤하(Tauana Cunha)는 “가장 멋진 것 중 하나는 숙주의 행동에 영향을 미치고 다른 방법으로는 하지 않을 일을 하게 할 수 있다는 것”이라고 말했습니다. 필드 박물관 및 하버드 대학 및 코펜하겐 대학과 공동으로 수행된 연구의 주 저자.

수백 종의 민물 털벌레가 있습니다. 그들의 알은 물에서 부화하고 털벌레 애벌레는 하루살이 애벌레와 같은 작은 물에 사는 포식자에게 먹히고, 다시 귀뚜라미와 같은 더 크고 육지에 사는 포식자에게 먹힙니다. 새로운 숙주의 몸 안에서 성충으로 성장한 후 털벌레는 숙주의 행동을 조종하여 물속으로 뛰어들게 합니다. 그곳에서 지렁이는 숙주의 엉덩이에서 헤엄쳐 나와 짝을 찾아 함께 매듭을 짓고 새로운 주기를 시작합니다. (해양 환경에 살고 가재와 같은 물에 사는 생물에 기생하는 5종의 털벌레도 있지만, 이들에게도 숙주 조작 능력이 있는지는 확실하지 않습니다. 호스트는 이미 그곳에 살고 있습니다.)

털벌레의 행동이 이상하기는 하지만 동물에 대한 Cunha의 연구 관심은 털벌레의 DNA와 더 관련이 있습니다. 그녀는 그녀의 공동 저자인 Bruno de Medeiros, Arianna Lord, Martin Sørensen, Gonzalo Giribet과 함께 수행한 연구에 대해 “그들과 같은 수준에서 이전에 시퀀싱된 적이 없었기 때문에 우리는 그들의 게놈 시퀀싱을 시작했습니다.”라고 말합니다. “목표는 그러한 게놈을 생산하고 궁극적으로 털벌레와 다른 종류의 동물 사이의 진화적 관계를 이해하는 데 사용하는 것이었습니다.”

그녀와 그녀의 동료들은 두 종류의 털벌레(민물과 바닷물)에서 DNA 샘플을 채취하여 염기서열을 분석했습니다. 그러나 털벌레의 유전 암호를 다른 동물의 유전 암호와 비교했을 때 놀라운 사실을 발견했습니다.

“매우 놀라운 사실은 우리가 발견한 것은 두 털벌레 게놈이 기본적으로 모든 동물 그룹에 걸쳐 존재할 것으로 예상되는 유전자 세트의 약 30%가 누락되었다는 것입니다.”라고 Cunha는 말합니다.

그와 같은 결과는 종종 과학자들로 하여금 그들이 실수를 했는지 의심하게 만듭니다. 그러나 두 벌레 종에서 누락된 유전자 사이에는 연관성이 있었습니다. “잃어버린 유전자의 대부분은 두 종 사이에서 정확히 동일했습니다. 이것은 우연히 믿기지 않았습니다.”라고 Cunha는 말합니다.

Cunha와 동료들은 이러한 누락된 유전자가 다른 동물 그룹에서 어떤 기능을 담당하는지 살펴봄으로써 그들이 섬모 생성에 대한 지침을 제공한다는 것을 보여주었습니다. “섬모는 기본적으로 모든 동물에 걸쳐 존재하며 원생생물과 일부 식물 및 균류에 더 광범위하게 존재하는 세포 수준의 작은 구조인 소기관입니다. 그래서 그들은 지구상의 다양한 생명체에 걸쳐 존재합니다.”라고 Cunha는 말합니다. 그들은 인체의 많은 세포에 존재합니다. 예를 들어, 정자 세포의 꼬리는 섬모이고 우리 눈의 망막에 있는 세포에도 섬모가 있습니다.

이전에 과학자들은 털벌레가 일반적으로 발견되는 섬모가 없는 것처럼 보인다는 사실을 발견했습니다. 예를 들어 털벌레의 정자는 꼬리가 없습니다. 그러나 모충의 섬모 세포를 본 사람은 아무도 없었지만 그것이 섬모 세포가 없다는 결정적인 증거로 간주되지는 않았습니다. 부정적인 증거로 무언가를 증명하는 것은 어렵습니다. “게놈이 없으면 모든 종의 모든 생명 단계에 있는 모든 세포를 살펴봐야 합니다.

Cunha는 “이전 관찰에 따르면 털벌레에 섬모가 있는 것 같지는 않았지만 확실하지는 않았습니다.”라고 말했습니다. “이제 게놈을 통해 우리는 실제로 다른 동물에서 섬모를 생성하는 유전자가 결여되어 있음을 확인했습니다. 애초에 섬모를 만드는 기계가 없습니다.”

게다가 담수 및 해양 털벌레 종 모두 섬모 유전자를 잃어버렸다는 사실은 이 진화적 변화가 먼 과거에 두 종의 공통 조상에게 일어났다는 것을 나타냅니다. Cunha는 “그룹의 발전 초기에 손실이 발생했을 가능성이 높으며 그들은 그렇게 해왔습니다.”라고 말합니다.

발견은 몇 가지 새로운 질문에 대한 문을 열어줍니다. 섬모의 부족이 연모충에 어떤 영향을 미쳤는지 또는 연모충의 기생 행동이 섬모가 없는 것과 관련이 있는지는 명확하지 않습니다. “이러한 특정 유전자가 누락되지 않은 다른 기생 유기체가 많이 있으므로 기생 생활 방식 때문에 유전자가 누락되었다고 말할 수 없습니다.”라고 Cunha는 말합니다. “그러나 일반적으로 기생 유기체는 종종 많은 유전자를 놓치고 있습니다. 기생충은 특정 구조를 사용하지 않고 대신 숙주에 의존하기 때문에 결국 해당 구조를 잃게 된다는 가설이 있습니다.”

모충은 “마인드 컨트롤”이 가능한 유일한 기생충이 아닙니다. 설치류의 고양이에 대한 두려움을 감소시키는 톡소플라스마증을 일으키는 유기체와 같은 원생동물과 곰팡이에서 자라는 행동입니다. 동충하초비디오 게임 및 TV 쇼로 유명해짐 우리의 마지막, 개미를 조작하여 곰팡이 포자를 퍼뜨립니다. 이 유기체는 모충과 먼 관련이 있지만 Cunha는 새로운 연구가 과학자들이 이러한 행동이 작동하는 방식에 대한 공통 스레드를 찾는 데 도움이 될 수 있다고 말합니다. “미래에 유기체에 걸쳐 이 비교 분석을 수행함으로써 우리는 유사점을 찾을 수 있을 것입니다. 아니면 이 유기체들이 서로 완전히 다른 방식으로 유사한 행동을 진화시켰을 수도 있습니다.”라고 Cunha는 말합니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/07/230718164256.htm