South American lungfish has largest genome of any animal
By Will Dunham
WASHINGTON, Aug 16 (Reuters) -The South American lungfish is an extraordinary creature - in some sense, a living fossil. Inhabiting slow-moving and stagnant waters in Brazil, Argentina, Peru, Colombia, Venezuela, French Guiana and Paraguay, it is the nearest living relative to the first land vertebrates and closely resembles its primordial ancestors dating back more than 400 million years.
This freshwater species, called Lepidosiren paradoxa, also has another distinction: the largest genome - all the genetic information of an organism - of any animal on Earth. Scientists have now sequenced its genome, finding it to be about 30 times the size of the human genetic blueprint.
The metric for genome size was the number of base pairs, the fundamental units of DNA, in an organism's cellular nuclei. If stretched out like from a ball of yarn, the length of the DNA in each cell of this lungfish would extend almost 200 feet (60 meters). The human genome would extend a mere 6-1/2 feet (2 meters).
"Our analyses revealed that the South American lungfish genome grew massively during the past 100 million years, adding the equivalent of one human genome every 10 million years," said evolutionary biologist Igor Schneider of Louisiana State University, one of the authors of the study published this week in the journal Nature.
In fact, 18 of the 19 South American lungfish chromosomes - the threadlike structures that carry an organism's genomic information - are each individually larger than the entire human genome, Schneider said.
While huge, there are plants whose genome is larger. The current record holder is a fork fern species, called Tmesipteris oblanceolata, in the French overseas territory of New Caledonia in the Pacific. Its genome is more than 50 times the human genome's size.
Until now, the largest-known animal genome was that of another lungfish, the Australian lungfish, Neoceratodus forsteri. The South American lungfish's genome was more than twice as big. The world's four other lungfish species live in Africa, also with large genomes.
Lungfish genomes are largely composed of repetitive elements - about 90% of the genome. The researchers said the massive genome expansion documented in lungfish genomes seems to be related to a reduction in these species of a mechanism that ordinarily suppresses such genomic repetition.
"Animal genome sizes vary greatly, but the significance and causes of genome size variation remain unclear. Our study advances our understanding of genome biology and structure by identifying mechanisms that control genome size while maintaining chromosome stability," Schneider said.
The South American lungfish reaches up to about 4 feet (1.25 meters) long. While other fish rely upon gills to breathe, lungfish also possess a pair of lung-like organs. It lives in oxygen-starved, swampy environs of the Amazon and Parana-Paraguay River basins, and supplements the oxygen gotten from the water by breathing in oxygen from the air.
Lungfish first appeared during the Devonian Period. It was during the Devonian that one of the most important moments in the history of life on Earth occurred - when fish possessing lungs and muscular fins evolved into the first tetrapods, the four-limbed land vertebrates that now include amphibians, reptiles, birds and mammals.
Because the forerunners of today's lungfish were ancestral to the tetrapods, their genomes can provide insight into how vertebrates long ago evolved features such as limbs that enabled life on land.
For instance, the researchers showed that the genetic machinery controlling the activity of the so-called Sonic Hedgehog Shh gene, which regulates important events during embryonic development, likely governed the formation of the bony equivalent of digits in the lungfish fin. Those digits present in the lungfish fin eventually evolved into fingers and toes in tetrapods.
"Tetrapod ancestors conquered land with limbs that evolved from fins, and were breathing air through lungs. These features probably predated the colonization of land. Only by studying the biology of the surviving lungfish lineages can we investigate the genomic basis and molecular-developmental mechanisms that facilitated the water-land transition of vertebrates," Schneider said.
Humble fern from New Caledonia boasts world's largest genome nL1N3HV2RW
Understanding of Earth's flowering plants blossoms in genome study nL2N3GW3C9
Genome study deepens mystery of what doomed Earth's last mammoths nL1N3IL04M
Genome study reveals prehistoric Ethiopian origins of coffee nL2N3GN0DF
Reporting by Will Dunham, Editing by Rosalba O'Brien
Legfrissebb hírek
Felelősségkizáró nyilatkozat: Az XM Group entitásai csak végrehajtási szolgáltatást és online kereskedési platformunkhoz való hozzáférést biztosítanak, ami lehetővé teszi, hogy a felhasználók megtekinthessék és/vagy felhasználhassák a honlapon vagy azon keresztül elérhető tartalmakat, amelyek nem módosíthatók és nem egészíthetők ki. A hozzáférés és felhasználás mindig a következők függvénye: (i) Felhasználási feltételek; (ii) Kockázati figyelmeztetés; valamint (iii) Teljes felelősségkizáró nyilatkozat. Az ilyen tartalmakat ezért csupán általános információként biztosítjuk. Külön felhívjuk figyelmét arra, hogy az online kereskedési platformunkon található tartalmak nem felhívások vagy ajánlatok tranzakciókba történő belépésre a pénzügyi piacokon. A pénzügyi piacokon folytatott kereskedés jelentős kockázattal jár a tőkéjére nézve.
Az online kereskedési platformunkon közzétett anyagok kizárólag oktatási / tájékoztatási célt szolgálnak, és nem tartalmaznak (nem tekinthető úgy, hogy tartalmaznak) pénzügyi, befektetési adóügyi vagy kereskedési tanácsokat vagy ajánlásokat, illetve kereskedési áraink jegyzékét, vagy bármilyen pénzügyi instrumentummal végrehajtott tranzakcióra vonatkozó ajánlatot vagy felhívást, vagy Önnek szóló kéretlen pénzügyi promóciókat.
Az ezen a honlapon szereplő, külső felektől származó, valamint az XM által készített tartalmak, például vélemények, hírek, kutatások, elemzések, árak és egyéb információk vagy külső felek oldalaira utaló hivatkozások „jelenlegi állapotukban”, általános piaci magyarázatként jelennek meg, és nem minősülnek befektetési tanácsnak. Amennyiben bármely tartalom befektetéssel kapcsolatos kutatásként értelmezhető, meg kell értenie és el kell fogadnia, hogy a tartalom nem a befektetéssel kapcsolatos kutatás függetlenségének előmozdítására szolgáló jogi követelmények szerint készült, következésképpen a vonatkozó törvények és jogszabályok szerint marketingkommunikációnak minősül. Kérjük, feltétlenül olvassa el és értse meg a fenti információkkal kapcsolatos „nem független befektetéskutatással kalcsolatos tájékoztatónkat” és a kockázati figyelmeztetésünket, amelyek itt érhetők el.
