Para ahli biologi menemukan bahwa bulu babi laut ungu betina memberi mereka keturunan untuk berhasil dalam menghadapi stres

Our Miss Brooks: Another Day, Dress / Induction Notice / School TV / Hats for Mother's Day (Juli 2019).

Anonim

Cerita ini dimulai di hutan rumput laut dan diakhiri dengan pesan perubahan iklim yang sangat penting: Semua tidak hilang — setidaknya tidak untuk bulu babi ungu.

Sebuah studi baru oleh ahli biologi laut UC Santa Barbara menunjukkan bahwa untuk betina spesies (Strongylocentrotus purpuratus), paparan kondisi iklim yang penuh tekanan seperti tingkat pH yang rendah sering membuat keturunan yang lebih besar dan lebih besar. Temuan kelompok itu muncul dalam jurnal Molecular Ecology.

"Kami sudah tahu bahwa hal-hal ini terjadi pada ikan dan spesies lainnya, tetapi kami belum pernah mempelajari ini dalam konteks perubahan iklim dalam ekologi kelautan hutan kelp, " kata rekan penulis Gretchen Hofmann, ketua Departemen UCSB Ekologi, Evolusi, dan Biologi Kelautan. "Proyek ini mencari bukti adaptasi cepat dalam organisme sebagai respon terhadap perubahan laut - dan kami menemukannya."

Terinspirasi oleh pergeseran dinamis dalam pH karena upwelling-gerakan air kaya nutrisi menuju permukaan laut-para peneliti mengambil landak dari Channel Santa Barbara dan membawa mereka ke laboratorium. Hewan-hewan itu dipelihara selama sekitar empat bulan sementara betina membuat telur matang — proses yang disebut gametogenesis. Ketika mereka menelurkan dan dibuahi, para peneliti menguji embrio.

Dua kelompok bulu babi diadakan pada tingkat pH yang berbeda - satu pH rendah, mirip dengan kondisi pengasaman laut, dan lainnya yang meniru kondisi pH non-upwelling normal. Para peneliti kemudian membandingkan progeni dari kedua kelompok tersebut.

"Itu lebih dramatis dari yang kami duga, " kata Hofmann. "Ini hampir seperti betina bisa merasakan bahwa keturunannya akan segera dilepas ke dalam beberapa kondisi yang menantang untuk perkembangan tahap awal. Sebagai tanggapan, dia membesarkan anak-anaknya dan memberi mereka alat untuk menghadapi kondisi yang penuh tekanan. Ini seperti dia mengemas mereka ransel alat, termasuk lipid tambahan. "

Dengan menggunakan teknologi sekuensing generasi berikutnya, para ilmuwan memeriksa transkriptome — setiap gen yang diaktifkan dalam embrio — untuk membuat gambaran tentang bagaimana bayinya merespons secara fisiologis.

"Kedua kelompok itu berbeda secara radikal, " kata penulis utama Juliet Wong, seorang mahasiswa pascasarjana di Hofmann Lab. "Larva Urchin dari wanita yang terpapar dengan kondisi pH rendah memiliki lebih banyak gen yang diaktifkan dan lebih siap untuk menangani stres. Kami sangat terkejut melihat itu."

Salah satu mekanisme yang mendorong perubahan dalam ekspresi gen adalah perubahan epigenetik, di mana perempuan mampu mengubah genome keturunannya untuk menyebabkan gen tertentu diekspresikan secara berbeda.

"Pekerjaan ini menunjukkan bahwa respon adaptasi yang cepat mungkin terjadi di banyak organisme, " Hofmann menjelaskan. "Kami hanya belum melihat dampak transgenerasi atau keibuan ini dalam konteks perubahan iklim sebelumnya. Karena betina landak laut ungu dapat mengkondisikan keturunan mereka untuk mengalami stres di masa depan, bulu babi memiliki alat di tangan untuk menanggapi perubahan seperti pengasaman laut."

Para peneliti di seluruh dunia sedang mempelajari bagaimana mekanisme semacam ini dapat bekerja di organisme laut lainnya seperti karang tropis yang terancam oleh pemanasan lautan. Untuk tim Hofmann, langkah selanjutnya adalah meneliti lebih dekat transisi genom-ke-fenotipe dan mencoba untuk mereplikasi temuan baru ini di lautan.

Anggota lab sudah mulai percobaan lapangan untuk menguji apakah epigenetik ini bermain di hutan rumput laut lokal, sebagai bagian dari penelitian di dalam proyek Penelitian Ekologi Jangka Panjang Santa Barbara Coastal.

"Untuk saat ini, " kata Hofmann, "kita tahu bahwa bulu babi betina mampu menyiapkan anak-anak mereka untuk mengalami kondisi yang lebih keras — lebih dari yang kita duga — jadi hasil kita agak penuh harapan."

"Studi penting ini menguji mekanisme yang menentukan bagaimana organisme cenderung menanggapi pengasaman laut di pengaturan alam, " kata David Garrison, direktur program di National Science Foundation Division of Ocean Sciences, yang mendanai penelitian tersebut.

menu
menu