Wie können Fruchtfliegen und Mäuse dasselbe Gen teilen, das besagt, dass sie ein Auge bauen sollen, wenn sie sich getrennt entwickelt haben?

Ich habe einen Dokumentarfilm gesehen, in dem sie das Gen einer Maus, das im Grunde der Startbefehl "Auge bauen" ist, in eine Fruchtfliege einfügten, und ein Fruchtfliegenauge wuchs. Meine Frage ist, ob die Augen verschiedener Tierarten unterschiedliche evolutionäre Anfänge hatten (ich weiß nicht viel über die Evolution der Arthropodenaugen, aber für ein anderes Beispiel, so wie ich es verstehe, entwickelten sich die Augen von Kopffüßern aus Hautzellen, während sich die Augen von Wirbeltieren aus dem Gehirn entwickelten Zellen), wie kommt es dann, dass das gleiche Gen das Wachstum von zwei solch evolutionär unterschiedlichen Augen steuert ?

Antworten (3)

Sowohl Fruchtfliegen ( Drosophila ) als auch Mäuse ( Mus ) werden Bilateria zugeordnet .
Das Vorhandensein einer so hoch konservierten Sequenz in beiden Arten legt nahe, dass sie einen urbilaterianischen Vorfahren teilen , der auch ein ähnliches Gen verwendete, um die Augenbildung zu aktivieren (nicht das ganze Auge zu erstellen, sondern nur den Prozess zu starten).

Obwohl sich die Struktur der Augen von Insekten und Säugetieren nach dem gemeinsamen Vorfahren evolutionär divergierte, funktionierte der Schalter, der die Augenentwicklung einleitet, so gut, dass es kaum nötig war, ihn zu ändern. Ich nehme an, man könnte sagen, dass es abwärtskompatibel bleibt.

Okay, um einen Punkt zu verdeutlichen, um auf das Beispiel der Kopffüßer zurückzukommen, die auch Bilateria sind , wenn sich ein Auge aus Haut und ein Auge aus Gehirngewebe entwickelt hat, wie können sie den gleichen Ursprung des Auges haben? Waren Gehirn und Haut beim gemeinsamen Vorfahren Teil derselben Sache?
Ja, in gewisser Weise. Aus der äußersten Schicht einer Gastrula, dem Ektoderm , entstehen sowohl Haut- als auch Nervengewebe .
Die ersten bilateralen Tiere hatten also einen Brei aus Quasi-Hautneuronen für ein Auge, oder was?
Vielleicht so etwas wie wir es im Chiton sehen , nicht ganz ein Auge, aber definitiv lichtempfindlich. Aber als weiches Tier ohne Weichtierpanzer blieb von den frühen Bilaterianern normalerweise nur sehr wenig für fossile Aufzeichnungen übrig. Ein weiteres faszinierendes Beispiel für die Haut-Hirn-Verbindung ist das Parietalauge, das immer noch bei einigen Amphibien, Fischen und Reptilien zu sehen ist.

Der Dokumentarfilm sprach wahrscheinlich über Halders Artikel in Science ( Science, Halder et al., v.267 ). Wenn Sie die Zusammenfassung (insbesondere den unteren Teil) lesen, werden Sie feststellen, dass das Gen ein Kontrollgen ist, das dafür verantwortlich ist, eine Kette von Wechselwirkungen zu starten, an deren Ende der eigentliche fliegenspezifische „Augenbildungs“-Prozess beginnt . Im Grunde ist dies so, als würde man die gleiche Art von elektrischem Schalter verwenden, um das Licht in Ihrem Zimmer (Maus) oder eine Klimaanlage (Fliege) einzuschalten.

Ich verstehe diesen Teil. Meine Frage ist, wie kommt es, dass beide denselben genetischen Schalter verwenden, wenn Arthropoden- und Wirbeltieraugen völlig unterschiedlichen Ursprungs sind? Hätten sie nicht jeweils ihren eigenen einzigartigen Schalter?
Um die Metapher zu erweitern, in der Evolutionsgeschichte war es kein Licht oder eine Klimaanlage, sondern etwas viel Einfacheres, wie eine nackte Glühbirne oder so etwas. Die Glühbirne musste erneuert werden, aber der Schalter war in Ordnung.

Das Gen, das von der Maus in die Fliege implantiert wurde, wird als homologes / homöotisches / Hox-Gen bezeichnet, das nicht wirklich das Auge bildet, sondern nur die Gene anschaltet, die das Auge bilden. Der Grund dafür, dass dies funktionierte, liegt darin, dass Hox-Gene in den meisten oder allen vielzelligen Organismen zu finden sind. Evolutionsgeschichtlich ist dies höchstwahrscheinlich ein Hinweis auf einen gemeinsamen Vorfahren.

Vielen Dank für Ihre Mühe ... können Sie einige Referenzen mit Hyperlinks hinzufügen, damit andere Ihrer Antwort folgen können?
Wie können Fruchtfliegen und Mäuse dasselbe Gen teilen, das besagt, dass sie ein Auge bauen sollen, wenn sie sich getrennt entwickelt haben?
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