Erfðaefni kemur upp um leyndarmál kómódódrekans

Honum blæðir ekki, skolturinn er fylltur eitri og innyflin minna frekar á spendýr en skriðdýr. Vísindamönnum hefur tekist að greina erfðaefni kómódódrekans og leysa ráðgátuna um þetta sérstaka drápsdýr.

Náttúran

Lestími: 11 mínútur

 

Sólin er bakandi heit á eynni Kómódó í indónesíska eyjahafinu. Rétt við eina af fáum uppsprettum eyjarinnar gefur að líta þriggja metra langan kómódódreka sem baðar sig í sólinni.

 

Skyndilega fer tungan öll að iða því dýrið hefur veður af bráð.

 

Kómódódrekinn leggst í leyni og skömmu síðar birtist hjörð örsmárra geita.

 

Risavaxin eðlan stekkur fram úr fylgsni sínu og nær taki á afturfæti einnar þeirra með slímugum skoltinum. Eftir skammvinn átök tekst geitinni að losa sig og stekkur á braut.

 

Drekinn er þess hins vegar fullviss að kvöldmaturinn sé innan seilingar og eltir slóð helsærðrar bráðarinnar.

 

Klukkustundu eftir fyrstu árásina hefur geitin orðið fyrir svo miklum blóðmissi að hún liggur hjálparvana í skógarrjóðrinu.

 

Hún hefur rétt orku til að jarma ámótlega einu sinni áður en drekinn ristir upp kvið hennar.

 

Kómódódrekar gera árás úr launsátri og stökkva skyndilega fram úr felum. Hafi bráðin orðið fyrir biti er hún dauðadæmd, því henni hættir ekki að blæða.

 

Vísindamenn hafa lengi vitað að kómódódrekar geta þefað uppi bráð í margra kílómetra fjarlægð en nú fyrst hefur þeim tekist að skýra hvað veldur.

 

Teymi vísindamanna frá mörgum löndum hefur nú kortlagt allt erfðamengi þessa skriðdýrs, einnig nefnt genamengi sem m.a. hefur leitt í ljós alls 129 sérlega erfðavísa sem eiga þátt í einstöku þefskyni kómódódrekans.

 

Erfðavísar þessir mynda sérstaka lyktarviðtaka í efri gómnum og þegar drekinn skýtur út tungunni og fær sér sýnishorn af loftinu, fara lyktarefni, á borð við ferómóna og hormóna, fram hjá viðtökunum sem numið geta lyktina af blóði eða hræjum í alls tíu km fjarlægð.

 

Lestu einnig:

Gerðar voru rannsóknir á erfðavísum tveggja kómódódreka í dýragarði í Atlanta í Bandaríkjunum.

 

Erfðamengi dýranna leiddi í ljós 1,51 milljarð basapara sem skiptust á alls 20 litningapör en furðu vekur hve fá pörin voru, þegar stærð dýranna er höfð í huga.

 

Til samanburðar má geta þess að erfðamengi nánasta ættingja kómódódrekans, kínversku krókódílaeðlunnar, er 32 prósent stærra og erfðamengi mannsins alls helmingi stærra.

 

Kínverska krókódílaeðlan er u.þ.b. 40 cm á lengd og með sterkan, hreistraðan hala sem minnir á hala krókódíla.

 

Markmið rannsóknarinnar var að öðlast skýringu á því á hvern hátt kómódódrekar eru frábrugðnir nánum ættingjum þeirra.

 

Í þessu skyni báru vísindamenn saman 4.047 erfðavísa sem alla er að finna í átta sérlegum tegundum eðla, með það fyrir augum að finna erfðavísa sem breyst höfðu í kómódódrekanum frá því á dögum sameiginlegs forföður umræddra eðla í fyrndinni.

 

Með þessu móti tókst vísindamönnunum að koma auga á sérlegar breytingar sem gera kómódódrekann að því skrímsli sem við þekkjum í dag og jafnframt að uppræta sögusögnina um banvænt bit hans.

 

Efnaskiptin hafa gjörbreyst

Kómódódrekar sem vega 140 kg og eru þriggja metra langir, eru stærstu eðlur heims.

 

Það er svo einmitt stærðin sem hefur orðið þess valdandi að dýrin nefnast „drekar“.

 

Drekar þessir lifa á fjórum eyjum í Indónesíu, auk vitaskuld eyjarinnar Kómódó, þar sem dýrin tróna langefst í fæðukeðjunni.

 

Drekarnir lifa á indónesísku eyjunum Flores, Rinca, Gili Dasami og Gili Motang, auk Komodo.

 

Þó svo að flest skriðdýr séu nokkuð hægfara, þá kemst kómódódrekinn upp í 20 km hraða á klst.

 

Dýr með kalt blóð eru að öllu jöfnu með hægari efnaskipti en spendýr með heitt blóð og þreytast fyrir bragðið fyrr en efnaskipti kómódódrekans minna frekar á spendýr.

 

Ástæðan leynist í nokkrum genaafbrigðum sem koma fram í hvatberunum, þ.e. orkuverum frumnanna sem framleiða orku fyrir vöðvana.

 

Einn þessara erfðavísa, ACADL, myndar ensím sem skiptir sköpum fyrir niðurbrot fitusýra í hvatberunum.

 

Niðurbrot þetta er nauðsynlegt til að hvatberarnir geti séð fyrir orku til vöðvanna í formi sameindarinnar ATP.

 

 

Ef marka má vísindamenn er genaafbrigði kómódódrekans virkara en þekkist í öðrum skriðdýrum.

 

Þegar fitusýrur brotna niður losna úr læðingi rafeindir sem sendar eru gegnum gangvirki hvatberanna, þ.e. rafeindaburðarkeðjuna.

 

Kómódódrekinn hefur þróað með sér sex einstakar útgáfur erfðavísa sem eru virkar í keðjunni og auðvelda ferlið.

 

Húð kómódódrekans hylur hringabrynju samsetta úr örsmáum beinum. Hringabrynjan ver dýrið gegn bitum árásargjarnra meðbræðra.

 

Sá eiginleiki hvatberanna að sjá vöðvunum fyrir orku ræðst af því hversu vel hjarta- og æðakerfinu tekst að gæða blóðið súrefni.

 

Á þessu sviði hefur kómódódrekinn einnig þróað sérstök genaafbrigði sem stuðla að auknu súrefni.

 

Eitt þessara gena framleiðir sérlegt efni sem nefnist angíótensín sem stuðlar að því að hjartað dælir auknu blóðmagni á hverri mínútu og fyrir bragðið einnig auknu súrefnismagni sem hvatberarnir nýta til að framleiða orku.

 

Kómódódrekinn er brynvarinn skriðdreki

Stærsta eðla veraldar hefur vinninginn umfram öll önnur rándýr á eyjunum fimm í Indónesíu, þar sem dýrið lifir. Kómódódrekinn er þrír metrar á lengd, vegur 140 kg og er útbúinn beittum klóm og tönnum, auk þess sem dýrið getur étið alls 80 prósent af líkamsþyngd sinni.

Tungan skynjar bráð í 10 kílómetra fjarlægð

Kómódódrekinn beitir tungunni til að skynja lykt. Mjó, kvísluð tungan skynjar lyktarefni í loftinu og dregur þau með sér inn í skoltinn þar sem þau komast í tæri við svonefnt plóg- og neffæri (vomeronasal-líffæri) í efri gómnum. Líffæri þetta er þéttsetið lyktarskynjurum sem gagnast drekanum við að þefa uppi særða bráð í rösklega tíu kílómetra fjarlægð.

Beinabrynja ver gegn andstæðingum

Líkt og hver annar riddari er kómódódrekinn varinn hringabrynju. Undir hreistrugri húðinni leynist lag örsmárra beina sem öll skarast í eins konar keðjumynstri. Beinabrynjan ver dýrið fyrst og fremst gegn bitum meðbræðra þess þegar slegist er um fæðu, yfirráðasvæði eða maka.

Tennurnar skera líkt og brauðhnífar

60 sagtenntar tennur minna um margt á brauðhnífa og eru notaðar til að rista upp bráðina. Þessum 2,5 cm löngu tönnum er skipt út reglulega.

Slímkenndur kjaftur sprautar eitri

Á milli tannanna opnast göng sem losa frá sér eitur og slím. Eiturkirtlarnir senda blóðþynnandi eitur út í skoltinn og geta orsakað hægfara dauða sökum blóðmissis og losts. Skolturinn er jafnframt fullur af slími sem gegnir hlutverki smurefnis þegar gleypa skal stórar máltíðir.

Klær rista bráðina upp og grafa svöl göng

Langar, beittar og sterklegar klærnar eru notaðar til að ná taki á bráðinni á meðan drekinn ristir hana upp. Kómódódrekinn notar klærnar jafnframt til að grafa svöl göng sem dýrið notar sem skjól þegar of heitt verður í veðri.

Teygjanlegur magi rúmar 112 kg af kjöti

Maginn getur tútnað út þannig að drekinn getur innbyrt alls 80 prósent af eigin líkamsþyngd. Í neyðartivikum getur drekinn ælt fæðunni upp skyndilega ef hann þarf að leggja á flótta.

 

Að auki greindu vísindamennirnir tvo aukalega erfðavísa sem stuðla að myndun nýrra hvatbera á áhrifaríkari hátt en þekkist í öðrum eðlum.

 

Kómódódrekinn hefur yfir að ráða alls 19 sérlegum genum sem hafa áhrif á efnaskipti hans og sem jafnframt skýra hvers vegna drekinn kemst langtum hraðar yfir en önnur skriðdýr.

 

Eitri sprautað úr neðri góm

Kómódódrekinn nýtir þessa aukalegu orku í ákjósanlegustu veiðiaðferð sína, þ.e. árás úr launsátri.

 

Þökk sé hröðum efnaskiptum, svo og sérlegu hjarta- og æðakerfinu, getur dýrið aukið hraða sinn fljótt og stokkið af svo miklu afli að því tekst oftar en ekki að ná að bíta í bráðina áður en henni tekst að komast undan.

 

Lestu einnig:

 

Þegar oddhvassar, sagtenntar tennurnar sökkva sér ofan í kjötið, nýtir drekinn sterklega hnakkavöðvana til að rífa í og rista upp bráðina með þeim afleiðingum að sár opnast.

 

Algeng bábilja var sú að kómódódrekar eitruðu fyrir bráð sinni með viðbjóðslegu munnvatni fullu af banvænum bakteríum sem lifa í skolti drekanna en nýlegar rannsóknir hafa leitt í ljós að gerlaflóran í kjafti kómódódrekans er ekki svo frábrugðin gerlum annarra kjötæta.

 

Á hinn bóginn komst stór hópur erlendra vísindamanna að raun um að neðri gómur drekans er útbúinn eiturkirtli.

 

Um leið og drekinn flær upp sárið flyst eitrið út í kjaftinn um þröng göng milli tannanna á dýrinu og inn í bráðina.

 

Eitrið samanstendur af ýmsum efnum sem m.a. lækka blóðþrýstinginn, þynna blóðið og orsaka aukið blóðstreymi, svo og lost.

 

Eitrað bit veldur blóðmissi

Neðri kjálki kómódódrekans er útbúinn eiturkirtlum sem orsaka miklar blæðingar sem valda því að bráðin fer í lost og verður hjálparvana.

 

Kirtlar í skolti framleiða eitur

 

Í skolti kómódódrekans er að finna eiturkirtla. Eitrið berst út í skoltinn eftir göngum milli tannanna en myndast ekki í sjálfum tönnunum, líkt og t.d. hjá eiturslöngum. Fyrir vikið bítur drekinn í bráð sína og ristir húðina rækilega af henni til þess að eitrið komist greiða leið inn í bráðina.

 

Eiturefni eyðileggur blóðflögur

 

Eitt eiturefnanna er PLA2 sem rýfur frumuveggi blóðflagnanna og heftir þannig virkni þeirra. Blóðflögurnar gera það að verkum að blóðið hleypur í kekki og verður ekki of þunnfljótandi. Ef mikið magn af PLA2 leynist í blóðinu getur það ekki myndað kekki, með þeim afleiðingum að blóð streymir úr bitsárinu.

Blæðingin stöðvast ekki

 

Þó svo að bráðinni hugsanlega takist að sleppa frá kómódódreka, gerir eitrið það að verkum að dýrið verður fyrir miklu blóðtapi. Þegar blóðið streymir og blóðþrýstingurinn lækkar verður dýrið veiklað. Eftir örfárra kílómetra flótta hnígur bráðin svo yfirleitt niður og er of veikluð til að takast á við drekann sem eltir hana.

 

Takist bráðinni í fyrstu að komast undan, hnígur hún fljótt niður sökum blóðmissis.

 

Þegar hér er komið sögu beitir drekinn einstöku þefskyni sínu til að þefa uppi veiklaða bráðina.

 

Allt að tíundi hluti fæðu fullvaxta kómódódreka felst í áti á yngri meðbræðrum hans. Þetta er einmitt skýringin á því hvers vegna ungir drekar verja fyrstu æviárum sínum efst uppi í trjátoppunum.

 

Auk þess éta kómódódrekar allt frá slöngum og öðrum eðlum, upp í geitur og hirti og þekkt er að stórir vatnavísundar og menn séu á fæðulista þeirra.

 

Þökk sé einstaklega teygjanlegum maga geta kómódódrekar innbyrt allt að 80 hundraðshluta eigin þyngdar á einu bretti.

 

Ungir kómódódrekar halda sig fjarri fullorðnum drekum og því halda þeir sig upp í trjám fyrstu æviárin. Þeir þora fyrst niður þegar þeir hafa náð um metra að lengd.

 

Erfðavísar stöðva blæðingu

Þegar kómódódrekinn vex úr grasi þróar hann með sér brynju úr örsmáum beinum undir hreistrugri húðinni sem ver hann gegn bitum meðbræðra sinna.

 

Brynjan ein og sér nægir dýrinu þó ekki til að lifa af herskáa valdabaráttu um eðlun, yfirráðasvæði, svo og fæðu.

 

Dýrin þurfa jafnframt að vera varin gegn eitrinu.

 

Vísindamenn hafa veitt því eftirtekt að kómódódrekum sem bitnir eru af meðbræðrum sínum, blæðir ekki jafn heiftúðlega og annarri bráð drekanna. Blóð allra hryggdýra felur í sér blóðflögur sem stöðva blæðingu með því að blóðið hleypur í kekki og ljá blóðinu seigfljótandi áferð.

 

Kómódódrekar hafa yfir að ráða fjórum stökkbreyttum erfðavísum sem hafa áhrif á virkni blóðflagnanna.

 

Bardagar um maka og yfirráðasvæði leiða oft til þess að kómódódrekar bíta hver annan. Sem betur fer eru þeir ónæmir fyrir eitri hvors annars.

Þó svo að vísindamenn hafi enn ekki rannsakað á hvern hátt þessi sérlegu genaafbrigði hafa áhrif á blóðflögurnar þá gefur virkni blóðflagna í öðrum dýrum vísbendingu um hvað veldur.

 

Dæmi um þetta er erfðavísirinn MRVI1. Að öllu jöfnu kemur erfðavísir þessi í veg fyrir að blóðflögurnar myndi kekki en það afbrigði af MRVI1 sem kómódódrekinn hefur yfir að ráða er ekki eins virkt og fyrir vikið geta blóðflögur hans hlaupið í kekki hratt og óhindrað.

 

Stökkbreytingarnar geta jafnframt aukið starfsemi erfðavísanna. Þetta á sér m.a. stað í afbrigði dýrsins af erfðavísinum CD63 sem skiptir sköpum fyrir dreifingu blóðflagna í blóðinu.

 

Þá má einnig geta þess að drekinn hefur yfir að ráða stökkbreyttu afbrigði af FGB-geninu sem stuðlar að framleiðslu próteinsins fíbrínógens.

 

Próteinið umbreytist í fíbríntrefjar sem gegna hlutverki tappa og stöðva blæðingar.

 

Kómódódrekinn myndar trefjarnar örar en önnur dýr og fyrir bragðið hleypur blóðið hraðar í kekki.

 

Erfðavísar stöðva blæðingu

Bardagar um maka og yfirráðasvæði leiða oft til þess að kómódódrekar bíta hver annan. Dýrin hafa hins vegar yfir að ráða sjö erfðavísum sem koma í veg fyrir að þeim blæði út. 

 

Blóðflögur hlaupa hægt í kekki

 

Þegar um er að ræða venjulega blæðingu streymir blóðið þar til nægilega margar blóðflögur hafa safnast saman við sáropið. Erfðavísirinn MRVI1 ræður því að sárið grær en hann myndar prótein sem heftir starfsemi blóðflagnanna. Þegar hins vegar erfðavísir þessi hefur verið gerður óvirkur geta blóðflögurnar hlaupið í kekki og sárið lokast.

 

Óvirkt gen flýtir fyrir að sárið grói

 

Kómódódrekar hafa yfir að ráða sérlegum afbrigðum fjögurra erfðavísa sem eiga þátt í virkjun blóðflagna. Það sem einkum vekur athygli er að MRVI1-genið er síður virkt í kómódódrekanum en nokkru öðru dýri. Fyrir bragðið virkjast fleiri blóðflögur hraðar en ella og komast út að sárinu þannig að blæðingin stöðvast. 

 

Prótein safnar blóðflögunum saman

 

Blóðflögurnar byrja að mynda kekki við sárið. Próteinið fíbrínógen stuðlar að þessu. Prótein þetta myndast m.a. af völdum erfðavísisins FGB en kómódódrekar hafa yfir að ráða sérlegu afbrigði hans. Erfðavísir þessi eykur getu fíbrínógens til að breytast í fíbríntrefjar sem mynda eins konar tappa og stöðva blæðinguna.

 

Þessi víðtæka stökkbreyting erfðavísanna sem tryggir að blóðflögur hlaupi í kekki og blóðið þykkni, er sennilega afleiðing tíðra innbyrðis árása kómódódrekanna, þar sem þeir bíta hver annan.

 

Kómódódrekar sem réðu við bit meðbræðra sinna lifðu af á meðan allir hinir drápust.

 

Leifar frá drekum fortíðarinnar

Þegar vísindamenn hófust handa við kortlagningu á erfðamengi kómódódrekanna höfðu þeir búist við að komast að raun um hver væri erfðafræðilega skýringin á gríðarlegri stærð dýrsins sem gerði það að verkum að dýrið kallast oft „dreki“.

 

Þeir áttu eftir að reka upp stór augu.

 

Kómódódrekinn virtist ekki hafa gengið í gegnum stökkbreytingar né neina sýnilega aðlögun í erfðavísum sem skýrt gæti framþróun dýranna og stærð þeirra.

 

Stærð dýranna getur heldur ekki átt rætur að rekja til svonefndra „eyjaáhrifa“. Samkvæmt „eyjaáhrifunum“ verða dýr sem lifa í einangrun á eyjum annað hvort dvergvaxin eða risavaxin með hliðsjón af frændum þeirra á meginlandinu.

 

Steingervingar hafa hins vegar leitt í ljós að kómódódrekar voru af sömu stærð þegar þeir lifðu í Ástralíu fyrir tveimur milljónum ára, þ.e. löngu áður en dýrin gerðu vart við sig á Kómódó og fjórum öðrum indónesískum eyjum.

 

Risavaxna eðlan Megalanía var fimm metra löng og lifði í Ástralíu fyrir 40.000 árum.

 

Vísindamenn fýsir fyrir vikið að komast að raun um hvort þekkst hafi eðlur á stærð við kómódódrekann í fyrndinni.

 

Ef marka má nýja kenningu lifðu litlu eðlurnar, eins og við þekkjum þær í dag, hlið við hlið risavaxinna tegundabræðra sinna áður fyrr.

 

Steingervingar hafa meðal annars leitt í ljós að hin fimm metra langa eðla sem kallaðist Megalanía, skreið um gjörvalla Ástralíu fyrir einungis 40.000 árum.

 

Þar fyrir utan hafa vísindamenn fundið þrjá steingervinga á eynni Tímor sem renna stoðum undir þá tilgátu að risavaxnar eðlur hafi verið útbreiddar í fyrndinni.

 

Kómódódrekinn er því að öllum líkindum einstök erfðafræðileg arfleifð úr fyrndinni, þegar eðlur minntu frekar á ógnvekjandi dreka umfram vinalegar litlar eðlur, líkt og við þekkjum þær í dag.

 

 

 

Birt 30.08.2021

 

 

JONAS GROSEN MELDAL

 

 

Lestu einnig:

(Visited 1.463 times, 1 visits today)

Tengdar Greinar

No Content Available

FULLUR AÐGANGUR AÐ VEFNUM Í 14 DAGA FYRIR 0 KRÓNUR

PRÓFAÐU 14 DAGA FYRIR 0 KRÓNUR