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A colaboração nova da pesquisa lança o primeiro estudo evolucionário para explorar origens dos peixes que andam

Uma colaboração nova da pesquisa com apoio do National Science Foundation, ou o NSF, começam um estudo inaudito do cavefish de passeio a compreender melhor a transição do “aleta-à-membro” que permitiu os primeiros animais vertebrados de andar na terra mais de 350 milhão anos há. Esta colaboração nova da pesquisa entre LSU, Instituto de Tecnologia de New-jersey, ou NJIT, e universidade de Florida é ajustada para lançar o primeiro estudo evolucionário da estrutura pélvica original e dos mecânicos de passeio do cavefish cego deescalada, ou o thamicola de Cryptotora -- a única espécie viva de capaz conhecido peixes do passeio na terra com um movimento similar como animais vertebrados quatro-limbed, ou tetrapods, que incluem mamíferos, répteis e anfíbios.

Os pesquisadores dizem o projecto inaudito, estudo detalhado do cavefish animal-como a cintura pélvica e a filogenia pode fornecer uma nova janela na evolução dos anexos, da pelve e da coluna vertebral que os peixes tetrapod antigos necessários à transição à vida terrestre durante o período Devonian, entre 350 e 400 milhão anos há.

“Combinando a robótica, genómica e exames morfológicos do CT, esta colaboração poderia ajudar-nos a visualizar a evolução em uma luz brandnew,” disse o investigador Co-principal Prosanta Chakrabarty, que é o museu de LSU do curador da ciência natural dos peixes e de um professor adjunto no departamento de LSU de ciências biológicas. “Com apoio da compreensão do National Science Foundation as regras de iniciativa da vida, nós somos orgulhosos empreender este estudo do marco para identificar as qualidades genomic, morfológicas e mecânicas que permitem peixes de andar na terra.”

A equipa de investigação em LSU, conduzido por Chakrabarty, conduzirá arranjar em seqüência genomic do cavefish e de seus parentes para determinar os sinais genéticos convergentes conhecidos para ser envolvido na formação da cintura pélvica em outros animais vertebrados de passeio.

“Evolutionarily, há um número de maneiras diferentes que a outra espécie pode ter aproximado a água para aterrar a transição, mas a física e as propriedades fundamentais do terra-passeio que o cavefish teve que superar desenvolvendo sua estrutura pélvica, aquelas coisas não mudaram em 350 milhão anos,” disse Brooke Flammang, investigador principal do chumbo do projecto e professor adjunto de ciências biológicas em NJIT. “Este estudo, pela primeira vez, fornecerá a oportunidade de estudar e medir um mecanismo fundamental que seja chave a esta transição evolucionária principal.”

O NSF anunciou o projecto, intitulado “um Bioinspired Phylogenomically-Baseado aproximação modelo robótico a endereçar a evolução da locomoção terrestre,” receberá um de quatro anos, uma concessão $997.510 para examinar o desempenho phylogenomic dos relacionamentos, da morfologia, da biomecânica e do passeio do cavefish cego e de seus parentes, de uma perspectiva evolucionária.

“Nosso objetivo é ajudar a responder como e porque nós vemos frequentemente repetiu a evolução de anatomias similares em partes diferentes da árvore de vida,” a Chakrabarty disse. “Para fazer assim, nós aplicamos técnicas moleculars em meu laboratório em LSU para compreender melhor a convergência e a evolução genéticas potenciais da anatomia fenotípica que estão sendo estudadas na universidade de Florida e da anatomia funcional que está sendo examinada em NJIT.”

Até recentemente, todos os peixes vivos foram pensados para faltar as características tetrapodal necessárias para estudar a física do passeio quadrupedal por peixes em um ambiente terrestre. Em 2016, Flammang e o faculdade-pesquisador companheiro Daphne Soares de NJIT observaram inicialmente que o cavefish dois-polegada-longo compartilhou das características morfológicas associadas com os animais vertebrados terrestres, identificando que os peixes utilizaram uma cintura pélvica robusta anexada a sua coluna vertebral a fim andar e escalar cachoeiras com o a salamandra-como o porte em seu habitat nativo, o Tham Maelana e cársico de Tham Susa cava sistemas em Tailândia do norte.

“Não houve muitos modelos ou os registros fósseis preservados disponíveis para ajudar-nos a compreender como a pelve evoluiu e formou nos primeiros tetrapods que desenvolveram anexos das aletas para andar na terra,” Flammang disse. “Este o cavefish não pode necessariamente oferecer um analog vivo de que peixes tetrapod antigos usados para olhar como, mas melhor em compreender a evolução da pelve neste cavefish, nós podemos ter um indicador para trás na física do apoio tetrapodal adiantado do membro do peso-rolamento necessário andar na terra.”

A colaboração da pesquisa apontará identificar o morfológico, genomic e as qualidades mecânicas do cavefish de passeio que podem ter permitido as primeiras pescam para andar na terra. A universidade de pesquisadores de Florida, conduzida por Larry Page, museu de Florida do curador da história natural dos peixes e professor da filial da biologia, conduzirá o esforço morfológico do estudo e da coleção do estudo do tanto como como 238 espécies dos peixes que compartilham da mesma família que o thamicola de Cryptotora, conhecidas como o Balitoridae, para a análise comparativa. A análise morfológica revelará como como uma generalidade, as adaptações fenotípicas funcionais podem ser formadas por mudanças genomic.

O laboratório de Flammang usará os dados biomecânicos phylogenomic, morfológicos e experimentais para criar um modelo biorobotic dos peixes. O modelo robótico será usado para examinar exemplos possíveis da convergência evolucionária e para responder a perguntas no efeito da morfologia pélvica no desempenho de passeio em formulários transitórios da espécie do aleta-à-membro extinto, assim como formulários modernos.

“Isto será a primeira vez que nós temos uma filogenia desta família dos peixes que inclui este cavefish incomum, e igualmente pode ser o primeiro exemplo de qualquer um que usa o biorobotics para modelar uma transição evolucionária principal,” Flammang disse. “Uma vez que nós temos um modelo de funcionamento dos peixes e a evolução da pelve baseada no que nós conhecemos destes peixes, nós podemos aplicar o modelo a outros organismos que nós temos a evidência fóssil para que sua morfologia obtenha uma ideia de como pode ter andado em fases em sua história evolucionária.”