Næbdyr sveder mælk og sladrer om gener, der styrer vores køn

I Australien lever et usædvanligt pattedyr med næb, en giftklo og 10 kønskromosomer.

Dyret lægger æg som fugle og krybdyr, men producerer samtidig mælk til sine unger. Mælken kommer ikke ud af brystvorter, men gennem svedkirtler i huden.

Nu giver et internationalt studie ledet fra Københavns Universitet ny indsigt i både næbdyrenes og menneskers evolution. Det skriver Videnskab.dk.

Det mystiske australske næbdyr har længe interesseret forskere, fordi det tilhører en dyregruppe, som levede millioner af år før alle andre nulevende pattedyr. De kaldes kloakdyr, fordi de kun har en enkelt åbning bagi til urin, afføring og kønsåbning.

»Næbdyr og andre kloakdyr er ekstremt interessante, fordi de er de tidligst udviklede pattedyr,« fortæller Guojie Zhang, der er professor på Biologisk Institut, Københavns Universitet.

»De har nogle meget vigtige genetiske karakteristika, som kan øge vores forståelse for, hvordan krybdyr udviklede sig til pattedyr og dermed vores egen evolution,« tilføjer han.

Goujie Zhang er en af de ledende forskere bag en rekordstor analyse af næbdyrets dna, der netop er publiceret i det meget anerkendte tidsskrift Nature.

Guldgrube af gendata

Den næsten komplette genetiske kortlægning af næbdyret er en skattekiste af information om det usædvanlige dyr, lyder det fra en forsker, der ikke selv har været involveret, men har læst den videnskabelige artikel.

»Sådan et datasæt er en guldgrube. Vi lever i en tid, hvor man kan sekventere genomer meget bedre end før, og her har de taget fat i nogle af de allermest ikoniske dyr,« siger Mikkel Heide Schierup, der forsker i genetik på Aarhus Universitets Center for Bioinformatik.

Læs også: Designet liv nærmer sig: Forskere skaber kunstige kromosomer

»Når man kender næbdyrenes gener, kan man finde ud af, hvad der er unikt ved dyrene, og hvordan de adskiller sig fra andre pattedyr. Det er en brik i forståelsen af vores egen udvikling,« siger han.

Derfor kan næbdyret lægge æg

Forskernes dna-analyser viser, at næbdyret til forskel fra andre pattedyr har et såkaldt vitellogenin-gen, der giver dem evnen til at lægge æg.

De fleste fugle og krybdyr har tre vitellogenin-gener, som gør dem i stand til at producere æggeblommer, der indeholder protein, som er afgørende for deres ungers overlevelse.

Mennesker og andre pattedyr tabte vitellogenin-generne for over 100 mio. år siden. Vitellogenin-generne blev erstattet af gener, som sørger for, at vi kan producere proteinet kasein, der er hovedkomponenten i mælk.

Til forskel fra fugle og krybdyr har næbdyret, som altså eksisterede millioner af år før andre nulevende pattedyr, også kasein-gener, viser den nye analyse. Sammensætningen af dyrets mælk er derfor meget lig mælken hos eksempelvis køer og mennesker.

»Det fortæller os, at mælkeproduktion i alle nulevende arter af pattedyr er udviklet gennem det samme sæt gener, der stammer fra en fælles forfader, der levede for over 170 mio. af år siden side om side med de tidlige dinosaurer i Juraperioden,« siger Guojie Zhang i en pressemeddelelse.

Læs også: Ekstra sæt kromosomer giver planter et evolutionært supervåben

Kromosomerne er knyttet i en ring

Goujie Zhang fortæller, at han er selv er allermest begejstret for den viden, den nye genetiske kortlægning giver om næbdyrenes kønskromosomer.

Mennesker og andre pattedyrs køn bliver som bekendt bestemt af to kønskromosomer – X og Y. Hvis man har XX, er man en pige. Hvis man har YX, er man en dreng. Næbdyret har ikke bare et par, men hele 10 kromosomer i fem par.

De genetiske analyser viser, at det over 100 mio. år gamle næbdyrs kromosomer er knyttet sammen i par i en ringformation. Næbdyrets køn bestemmes ud fra, hvordan kromosomparrene i ringen dannes.

»Tænk at have fem X- og fem Y-kromosomer og få det til at gå op, så de er knyttet sammen i bestemte strukturer,« siger Mikkel Heide Schierup.

Efterhånden som nye arter har udviklet sig – gennem millioner af års evolution – er ringformationen hos de andre pattedyr sandsynligvis blevet brudt op i små stykker X- og Y-kromosomer, foreslår forskerne bag studiet. Og i dag har pattedyrene, med undtagelse af næbdyrene, så kun et enkelt par tilbage.

»Fundet er meget interessant, fordi det kan give viden om, hvordan menneskets kromosompar udviklede sig. Det var faktisk det spørgsmål, som oprindeligt inspirerede os til at lave projektet,« siger Gouijie Zang.