Opis projektu
Jak zwierzęta przejęły ląd od morskich przodków?
Wszystkie zwierzęta pochodzą z mórz i oceanów – w procesie ich ewolucji nastąpiły radykalne zmiany, które doprowadziły do powstania nowych sposobów oddychania, rozmnażania, poruszania się czy wyczuwania zapachów. Kolejne przemiany i transformacje występujące wielokrotnie na przestrzeni dziejów doprowadziły ostatecznie do tego, że liczebność zwierząt lądowych znacząco przekroczyła liczebność organizmów wodnych. Zrozumienie tego procesu jest kluczem do dokładniejszego zbadania różnorodności biologicznej wśród zwierząt oraz ich przystosowania biologicznego, jednak dotychczas nie dysponujemy szczegółową wiedzą na temat podstaw genetycznych tego procesu u zwierząt. Zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu SEA2LAND ma na celu zbadanie teorii, według której zwierzęta posiadają wysoce elastyczny zestaw narzędzi genetycznych wspierających proces przechodzenia na ląd, który pozwolił im przystosować się do ekstremalnych warunków środowiskowych w ekosystemach lądowych.
Cel
All animals share a common origin: a marine one. To conquer land from marine environments, animals changed radically the way they breath, reproduce, move or smell. And they did it multiple times in the history of Earth, with terrestrial animals massively outnumbering aquatic ones. Understanding terrestrialization is therefore key to comprehending animal biodiversity and biological adaptation. Despite the relevance of such an episode, the genetic underpinnings orchestrating terrestrialization in animals are largely unexplored. The project will test the hypothesis that animals are equipped with a highly plastic ‘terrestrialization genetic toolkit’ that allowed their adaptation to the extreme environmental conditions in terrestrial ecosystems. We will focus on two pivotal questions: which genes facilitated life on land and how do they differ between aquatic and terrestrial animals?, and how did animals reshape their genomes to adapt to dry land? Moreover, we will study two case examples of critical processes common to all terrestrial animals -breathing and protection against UV light- to illuminate what molecular and biochemical changes allowed terrestrial animals to breathe and repair their DNA after UV light damage. To achieve this, we will (i) identify the gene repertoire orchestrating the extreme physiological and metabolic changes in aquatic and terrestrial lineages, (ii) characterize the dynamics of these genes to understand the role of gene loss, duplications and horizontal gene transfer, and (3) discover the adaptive mutations that led respiratory pigments and DNA repair proteins to gain their functions via molecular engineering techniques to resurrect their ancestral ‘paleophenotypes’. This project will deliver fundamental insights into a core question in evolutionary biology: what shaped the land animal genetic toolkit. Furthermore, it will provide insights into the evolution of key proteins relevant to human health and industry.
Dziedzina nauki
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-STG - Starting GrantInstytucja przyjmująca
28006 Madrid
Hiszpania