En somalisk blind grottfisk som, efter att ha utvecklats i miljontals år i mörker, har tappat förmågan att utnyttja ljus för reparation av DNA. Kredit:Luca Scapoli vid University of Ferrara
Efter miljontals år i konstant mörker, en art av blinda grottfiskar som bara finns i Somalia har förlorat ett uråldrigt system för DNA -reparation. Det DNA -reparationssystemet, finns i organismer inklusive bakterier, svampar, växter, och de flesta andra djur, utnyttjar energi från synligt ljus för att reparera DNA -skador som orsakas av ultraviolett (UV) ljus.
Resultaten rapporteras i journal Nuvarande biologi den 11 oktober är spännande delvis eftersom endast placentaldäggdjur, gruppen inklusive människor, var tidigare kända för att sakna detta system. Forskare säger att upptäckten stöder teorin "nattlig flaskhals", som menar att de moderna däggdjurens förfäder levde en underjordisk eller uteslutande nattlig tillvaro som en strategi för att undvika att bli uppätna av dinosaurier.
"Vi har avslöjat i en art av blinda grottfiskar förlusten av ett gammalt DNA -reparationssystem som är mycket bevarat, "säger Nicholas Foulkes från Karlsruhe Institute of Technology, Tyskland. "Nyfiket, de enda andra djuren som tidigare varit kända för att sakna fotoreaktivering DNA -reparation är placentaldäggdjur. Så, vad vi ser hos denna art av grottfisk kan vara de första stadierna i en process som hände tidigare i våra förfäder under mesozoiken."
Foulkes lag, inklusive författaren Haiyu Zhao, i samarbete med Cristiano Bertolucci vid University of Ferrara, Italien, är intresserad av att förstå evolutionen under extrema miljöförhållanden och särskilt förändringar i DNA -reparationssystem. Grottfisken känd som Phreatichthys andruzzii representerade en idealisk modell för sina studier eftersom den har levt utan exponering för UV eller synligt ljus från solen i mer än 3 miljoner år.
Forskarna fann att P. andruzzii bär mutationer som stör funktionen hos essentiella DNA -reparationsgener. Det saknar också ett regleringsförbättringselement, som koordinerar och förbättrar DNA -reparation som svar på solljus i andra arter genom att slå på andra gener "på".
Foulkes säger att andra grottfiskarter som inte har isolerats i sina grottmiljöer så länge som P. andruzzii visar normala, eller till och med förbättrad, fotoreaktiveringsmekanismer. Därför, de nya fynden "belyser en mer extrem anpassningsnivå hos P. andruzzii jämfört med andra grottfiskarter."
Fynden bidrar till bevis på att moderna däggdjur en gång levde i mörker.
"Många funktioner hos moderna däggdjur, såsom ögats anatomi och funktion, visa berättande drag i en nattlig livsstil, " säger Foulkes. "Det betyder att vi nu med större säkerhet kan förutsäga att däggdjursförfäder upplevde en förlängd period av evolution i totalt mörker."
Forskarna säger att de planerar att studera andra DNA -reparationssystem i grottfisken. De är också nyfikna på att utforska kopplingarna mellan dygnet runt och DNA -reparation, båda mekanismer som är beroende av solljus för att fungera normalt.