Добавить новость
ru24.net
News in English
Ноябрь
2023

A starfish’s body is ‘a head crawling along the seafloor’

0
A starfish’s body is ‘a head crawling along the seafloor’

The heads of most animals are easily identifiable, but scientists haven’t been able to say the same for sea stars until now.

The heads of most animals are easily identifiable, but scientists haven’t been able to say the same for sea stars until now.

A starfish has five identical arms with a layer of “tube feet” beneath them that can help the marine creature move along the seafloor, causing naturalists to puzzle over whether sea stars have defined front and back ends — and if they have heads at all.

But new genetic research suggests the opposite — that sea stars are largely heads that lack torsos or tails and likely lost those features evolutionarily over time.

The researchers said the bizarre fossils of sea star ancestors, which appeared to have a kind of torso, make a lot more sense in evolutionary terms in light of the new findings.

The findings were published Wednesday in the journal Nature.

“It’s as if the sea star is completely missing a trunk, and is best described as just a head crawling along the seafloor,” said lead study author Laurent Formery, postdoctoral scholar at Stanford University and the University of California, Berkeley, in a statement. “It’s not at all what scientists have assumed about these animals.”

The revelations, made possible by new methods of genetic sequencing, could help answer some of the biggest remaining questions about echinoderms, including their shared ancestry with humans and other animals that look nothing like them.

A unique body plan

Sea stars belong to a group called echinoderms, which includes sea urchins, sand dollars and sea cucumbers. The unusual animals have unique body plans arranged in five equal sections that differ greatly from the symmetric head-to-tail bodies of bilateral animals, which have left and right sides mirroring each other.

Sea stars begin as fertilized eggs that hatch and become larvae that float in the ocean, like plankton, for weeks to months before settling on the ocean floor. There, they go through a process that transforms a bilateral body into a star shape, or pentaradial body.

“This has been a zoological mystery for centuries,” said senior study coauthor Christopher Lowe, marine and developmental biologist at Stanford University, in a statement. “How can you go from a bilateral body plan to a pentaradial plan, and how can you compare any part of the starfish to our own body plan?”

The bilateral body plan most animals have stems from molecular-level genetic actions that can be traced in the head and trunk, or main body, regions, which is why vertebrates, like humans, and many invertebrates, including insects, share similar genetic programming. This discovery was awarded the Nobel Prize in Physiology or Medicine in 1995.

But echinoderms also share a common ancestor with bilateral animals, which adds to the puzzle researchers are trying to solve.

“How the different body parts of the echinoderms relate to those we see in other animal groups has been a mystery to scientists for as long as we’ve been studying them,” said study coauthor Dr. Jeff Thompson, a lecturer at the University of Southampton, in a statement. “In their bilateral relatives, the body is divided into a head, trunk, and tail. But just looking at a starfish, it’s impossible to see how these sections relate to the bodies of bilateral animals.”

Cracking the echinoderm code

Researchers stained the genetic material of starfish with fluorescent labels, enabling the scientists to map the behavior of the animals' genes.(Laurent Formery)
Researchers stained the genetic material of starfish with fluorescent labels, enabling the scientists to map the behavior of the animals’ genes.(Laurent Formery) 

Researchers behind the new study used micro computed tomography scanning to capture an unprecedented three-dimensional look at the shape and structure of sea stars.

Then, members of the team used advanced analytical techniques to spot where genes were expressed within the tissue and pinpoint specific sequences of RNA within the cells. Gene expression occurs when the information within a gene becomes functional.

Specific molecular markers act like body plan blueprints, directing each cell to the body region where it belongs.

“If you strip away the skin of an animal and look at the genes involved in defining a head from a tail, the same genes code for these body regions across all groups of animals,” Lowe said. “So we ignored the anatomy and asked: Is there a molecular axis hidden under all this weird anatomy and what is its role in a starfish forming a pentaradial body plan?”

Together, the data created a 3D map to determine where genes were expressed as sea stars developed and grew. The team was able to determine the genes that control the development of the starfish’s ectoderm, which includes its skin and nervous system.

Genetic signatures associated with the development of a head were detected all over the sea stars, especially concentrated in the center of the star and the center of each limb. But gene expression for torso and tail sections were largely absent, revealing that sea stars “have the most dramatic example of decoupling of the head and the trunk regions that we are aware of today,” said Formery, who is also a researcher at the Chan Zuckerberg BioHub, a nonprofit research organization in San Francisco.

The research was funded by the Chan Zuckerberg BioHub, co-founded in 2021 by Dr. Priscilla Chan and Mark Zuckerberg, as well as NASA, the National Science Foundation and the Leverhulme Trust.

“When we compared the expression of genes in a starfish to other groups of animals, like vertebrates, it appeared that a crucial part of the body plan was missing,” Thompson said. “The genes that are typically involved in the patterning of the trunk of the animal weren’t expressed in the ectoderm. It seems the whole echinoderm body plan is roughly equivalent to the head in other groups of animals.”

Sea stars and other echinoderms likely evolved their unique body plans once their ancestors lost their trunk region, allowing them to move and feed differently from other animals.

“Our research tells us the echinoderm body plan evolved in a more complex way than previously thought and there is still much to learn about these intriguing creatures,” Thompson said. “As someone who has studied them for the last ten years, these findings have radically changed how I think about this group of animals.”

Unlocking new insights

The nervous system of a starfish is shown here during an analysis.(Laurent Formery)
The nervous system of a starfish is shown here during an analysis.(Laurent Formery) 

Animal research largely targets those that share similarities with humans. But studying groups like echinoderms could solve some of the most complex mysteries about the evolution of life on Earth.

“Most animals don’t have spectacular nervous systems and are out chasing prey — they are modest animals that live in burrows in the ocean. People are generally not drawn to these animals, and yet they probably represent how much of life got started,” Lowe said.

Understanding how animals like sea stars have developed could also allow insights into the varied ways that different species remain healthy.

“It’s certainly harder to work in organisms that are less frequently studied,” said study coauthor Daniel Rokhsar, professor of genetics, genomics, evolution and development at the University of California, Berkeley, and researcher at the Chan Zuckerberg BioHub, in a statement.

“But if we take the opportunity to explore unusual animals that are operating in unusual ways, that means we are broadening our perspective of biology, which is eventually going to help us solve both ecological and biomedical problems.”

The-CNN-Wire™ & © 2023 Cable News Network, Inc., a Warner Bros. Discovery Company. All rights reserved.




Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus



Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: Родители 240,5 тыс. детей в Московской области получают единое пособие

Повышенный режим готовности введён: Лето запомнится надолго десятку городов

S&P повысило прогноз по рейтингу «дочек» Freedom Holding Corp. до позитивного

Пот ручьём: когда стоит обращать внимание на повышенную потливость, рассказал доктор Кутушов


Пот ручьём: когда стоит обращать внимание на повышенную потливость, рассказал доктор Кутушов

Пот ручьём: когда стоит обращать внимание на повышенную потливость, рассказал доктор Кутушов

К чему чешется глаз: чует кулак или что-то другое?

В Москве состоится выставка «Textile&Home-2024. Осень»


Cubs Suffer Another Devastating Injury to Starting Rotation

Chelsea enter Conference League despite speculation they could snub Uefa competition after facing tough financial rules

Why does former Man Utd striker Memphis Depay wear a headband and what is written on the Dutch footballer’s headgear?

Building A Blockbuster Trade Between The White Sox And Mariners


Фестиваль троечной езды и гастрономии "Русский драйв"

Nubes (НУБЕС) предоставил масштабируемое облако для платформы Qrooto

Что общего у вас и древнеегипетских писцов? Боль в суставах из-за работы

Врач дерматолог-косметолог Мадина Байрамукова: что делать, если вас ужалила медуза


'I absolutely suck at video games': Hidetaka Miyazaki discusses how he prepped for Elden Ring: Shadow of the Erdtree

Для Dark and Darker Mobile проходит короткий бета-тест на iOS и Android

The latest friendship-ruining co-op game on Steam is a punishing platformer where you're chained to your pals, and it's about to crack 100,000 concurrent players

All Destiny 2 Prismatic fragment locations



Фестиваль троечной езды и гастрономии "Русский драйв"

Гуляем отпуск в ритме джаза: лучшие фестивали этого лета

Пот ручьём: когда стоит обращать внимание на повышенную потливость, рассказал доктор Кутушов

Повышенный режим готовности введён: Лето запомнится надолго десятку городов




Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: Родители 240,5 тыс. детей в Московской области получают единое пособие

S&P повысило прогноз по рейтингу «дочек» Freedom Holding Corp. до позитивного

Азиатское НАТО: как США усиливают военную напряжённость в АТР

В Воскресенске росгвардейцы задержали гражданку, находящуюся в федеральном розыске


Подготовка коммунальной спецтехники к зимнему сезону стартовала в Подмосковье

Baijiahao: Реакция России на плохие новости из Сербии оказалась неожиданной

Товарищеский матч чеховской и истринской больниц прошел на стадионе «Химик»

Актив партии «Единая Россия» городского округа Жуковский принял участие во встрече с предпринимателями.


Браво, Даша и Диана! Российские теннисистки одновременно выиграли турниры в Англии и Германии за два дня до Уимблдона

Медведев проиграл Джоковичу на выставочном турнире перед Уимблдоном

Первая ракетка России Касаткина выиграла теннисный турнир в Британии

Касаткина и Шнайдер завоевали по трофею, Швейцария выбила Италию на Евро. Главное к вечеру


Эксперт Дробницкий: визит Уэста не стоит объяснять только личными мотивами

Тяжёлое детство, деревянные игрушки...

Санкции работают!

Товарищеский матч чеховской и истринской больниц прошел на стадионе «Химик»


Музыкальные новости

Гала-концерт «Ночь Чайковского» под руководством Юрия Башмета пройдет в Клину

Концерт органной и ансамблевой музыки пройдет в Печорах 30 июня

Концертный сезон на Кипре завершился музыкой Шостаковича

«Сама виновата»: почему на самом деле муж бросил Анну Нетребко



Пот ручьём: когда стоит обращать внимание на повышенную потливость, рассказал доктор Кутушов

За кулисами бизнес-конференции MEDIABOSS

Гуляем отпуск в ритме джаза: лучшие фестивали этого лета

Фестиваль троечной езды и гастрономии "Русский драйв"


Лидер турецкой оппозиции планирует встретиться с Путиным

S&P повысило прогноз по рейтингу «дочек» Freedom Holding Corp. до позитивного

Выставка социальной рекламы донорства органов открылась в Казани

Почта Банк: россияне на 45% снизили траты в duty free


Два автомобиля столкнулись на внешней стороне МКАД

Фестиваль троечной езды и гастрономии "Русский драйв"

Нюансы покупки автозапчастей в интернет-магазине

Как правильно подбирать запчасти для автомобиля?


Лидер турецкой оппозиции планирует встретиться с Путиным

Бизнес, Путин и былая любовь? Что связывает Канье Уэста с Россией

Россия и использование возможностей

Лидер турецкой оппозиции приедет в Москву для встречи с Путиным





Пот ручьём: когда стоит обращать внимание на повышенную потливость, рассказал доктор Кутушов

Пот ручьём: когда стоит обращать внимание на повышенную потливость, рассказал доктор Кутушов

Бастрыкин разберётся: молодой челябинец скончался в больнице

Пострадавшего от нападения собак ребёнка из лагеря «Арахлей» перевезут в клинику Рошаля


В Киеве переполох: Зеленский ищет способы слиться из-за фиаско Байдена на дебатах с Трампом

Зеленский резко изменил риторику: что скрывается за хитрыми речами из Киева


Ограничения движения в центре Москвы сняли после проведения велогонки La Strada

RT: сообщения про планируемый концерт Канье Уэста в Москве фейковые

Дмитрий Добровольский получил премию «Спорт и Россия»

Менье пропустит матч ⅛ финала Евро в составе Бельгии из-за травмы


О чём свидетельствуют недавние кадровые изменения в Белоруссии?

Лавров сообщил о планах Путина и Лукашенко встретиться в ближайшее время



Собянин: Завершить строительство станции «Потапово» планируется в этом году

Собянин: Речные вокзалы Москвы стали центрами притяжения горожан и туристов

Собянин: 240 семей переезжают в новый дом по реновации в Коптеве

Сергей Собянин. Главное за день


Вильфанд пообещал москвичам "ночи египетские" в начале июля

Вильфанд: в начале июля в Москве прогнозируется аномальная жара

Названы простые способы защититься от слонечного удара

Жара до +34°C установится в Москве в первую неделю июля


Под Рязанью провели крестный ход во спасение Молдавии

Санкции работают!

Подготовка коммунальной спецтехники к зимнему сезону стартовала в Подмосковье

Прогулки по Москве


Архангельская область войдет в федеральный историко-культурный туристический проект «Императорский маршрут»

"От Души и по Совести..."

АО «Транснефть - Север» выпустило молодь атлантического лосося в реку в Архангельской области

АО «Транснефть - Север» выпустило молодь атлантического лосося в реку в Архангельской области


Смертельное ДТП произошло в Сакском районе Крыма

Войны древних славян с греками

Севастополь в числе регионов с рекордными ценами на новостройки, Симферополь немного отстаёт

В Крыму за сутки зафиксировали 10 пожаров на открытых территориях


Санкции работают!

Актив партии «Единая Россия» городского округа Жуковский принял участие во встрече с предпринимателями.

Большинство студентов педколледжей хотят работать по специальности

Тяжёлое детство, деревянные игрушки...












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
Уимблдон

Касаткина и Шнайдер блеснули на траве перед Уимблдоном. Идеальный день для российского тенниса






Подготовка коммунальной спецтехники к зимнему сезону стартовала в Подмосковье

Санкции работают!

Baijiahao: Реакция России на плохие новости из Сербии оказалась неожиданной

Прогулки по Москве