Den bisarre utseende platypusen har blitt plakatdyret for evolusjonsvitenskapen. Det er en levende bro mellom en hårete øgle som var vårt forfedre og pattedyret vi er i dag. Men det nylig publiserte platypusgenomet viser at denne innfødte i Australia har et amalgam av gener som ligner fuglene, pattedyrene og krypdyrene. Forskningen har også fremhevet kontinentets eksepsjonelle betydning i genetisk forskning.
"Å bli avskåret fra den evolusjonære mainstream i 80 millioner år, og spesialiserer Australia i virkelig forskjellige planter og dyr, " sier Jenny Graves, professor i komparativ genomikk ved Australian National University i Canberra. "Vår tilgang til kenguruer og [Tasmaniske] djevler, drager, kookaburras og gamle tannkjøtttrær gir muligheter til å gi unike bidrag til internasjonal genomikk."
For millioner av år siden da Australia drev bort fra superlandmassen kalt Gondwana, ble floraen og faunaen isolert - et tilbaketrukkethet som gjør at landet tilsvarer et enormt evolusjonslaboratorium. Mer enn 80 prosent av australske plante- og dyrearter er endemiske, noe som betyr at de forekommer naturlig bare på det kontinentet. Denne gruppen inkluderer tolv familier av blomstrende planter, fire av fugler og syv av pattedyr, noen med hente navn som langhale pygmy-possum og rørnøstet insektivende flaggermus.
Denne biologiske arven er bevart i en blanding av gener som er funnet i platypusen, som sammen med echidna (eller spiny anteater) tilhører en klasse av pattedyr kalt monotreme, fordi de bare har en åpning for reproduksjon og eliminering av avfall.
Som andre pattedyr har platypusen pels, termoregulater og laktater, selv om den ikke har brystvorter (den unge fanget opp melken fra mors mage). Men den legger egg som krypdyr og fugler, og den mannlige platypusen bærer gift (i sporer i bakbeina), enda et trekk som finnes i noen krypdyr, mens sædcellen og seksuell sminke er nær kyllingens.
Graves, som var medleder for platypus genomprosjektet og en av 26 australiere av de 100 internasjonale forskerne som deltok, har vunnet flere vitenskapspriser og har blitt kalt en "nasjonal skatt" for sitt banebrytende arbeid med innfødte arter. Hun har vært autoritet for sexbestemmelse, og har brukt flere tiår på å undersøke platypusen og den ikoniske pungdyr, kenguruen - og antydet genomiske studier på begge.
Platypusgenomet er nå gjort, og sender rivinger av spenning gjennom det vitenskapelige samfunnet. Og kenguru-gåten er også i ferd med å bli løst, med publisering av dyrets genom som kommer i løpet av de neste månedene.
Nebbens fremre føtter på platypusen strekker seg for å hjelpe til med svømming, men bretter seg tilbake på land, slik at klørne kan grave huler i jordkanten ved vannkanten (CORBIS) 
Når den dykker, lukker platypusen øynene, ørene og neseborene og finner maten gjennom elektriske reseptorer i regningen som oppdager bevegelse av lite byttedyr (Foto med tillatelse fra Nicole Duplaix / Getty Images) 
Det nylig dekodede platypusgenomet viser at platypusen har fågel-, krypdyr- og pattedyrgener (Photo courtesy Warrawong Wildlife Sanctuary, South Australia, Australia) 
En innfødt i Australia, platypusen i ekstremt sjenert og blir sjelden sett bortsett fra tidlig på morgenen og om kvelden (Foto med tillatelse fra Ian Elton, Healesville Sanctuary, Victoria, Australia) 
Med en regning som en and, en hale som en bever og ben med føtter, er platypusen bisarre utseende, men den er godt utstyrt for sin semi-akvatiske livsstil (Foto med tillatelse fra Ian Elton, Healesville Sanctuary, Victoria, Australia) Under et prosjekt som delvis er finansiert av US National Institutes of Health (NIH), avsluttet australske forskere nylig sekvensering av DNA fra tammar wallaby - et lite medlem av kengurufamilien. Graves, direktør for ARC Center of Excellence for Kangaroo Genomics, og hennes kolleger er i ferd med å sette den sammen og bruke den til å utforske kengurubiologi og finne viktige menneskelige gener.
Marsupial babyer blir født for tidlig og utvikler seg typisk i mors lomme, noe som gjør dem lett tilgjengelige for forskning på tidlig utvikling. "Pungdyrene, " sier Graves, "er nærmere beslektet med mennesker og mus enn monotremer. Genene deres er mye mer lik dem fra morkakenes pattedyr; samme størrelse, samme slags distribusjon av sekvenser, genomisk avtrykk, monofyletiske kjønnskromosomer og minst en versjon av X-kromosominaktivering. "
Fordi både monotreme og pungdyr er fjernt beslektet med oss (platypusen deles fra vår felles stamfar for 166 millioner år og kenguru for 146 millioner år siden), gir de mulighet for noen klare genetiske sammenligninger. Dette er ikke tilfelle med våre kolleger, som mus, som er så nær oss at det er vanskelig å bestemme de viktige genetiske regionene som forble uendret i løpet av millioner av år.
Kenguruen er den andre pungdyr som blir sekvensert. Genomet til en søramerikansk art av opossum ble publisert i fjor. Det vitenskapelige samfunnet har publisert tjue pattedyrsekvenser frem til nå, men antallet vil antas å øke dramatisk som et resultat av teknologiske fremskritt og internasjonalt samarbeid. Etter platypusen og kenguruen kan echidna godt være den neste australske innfødte (det er også på New Guinea) som gjennomgår genetisk avkoding. ARC australske stipendiat Frank Grützner fra Adelaide University, som også deltok i platypus-prosjektet, har utstyrt noen echidnas med radiosendere og tatt DNA-et for sekvensering.
Men det er ikke bare pattedyr som får genetisk kontroll. Graves laboratorium ser også på alligatorer, fugler som emu, og til og med den nesten utdøde corroboree-frosken.
"Genomikkalderen har virkelig vært spennende for oss som jobber med rare dyr, " sier hun. "Vi kunne ikke være lykkeligere."
Rart er absolutt betegnelsen for platypusen - en aboriginal legende hevdet at den var avkom til en and og en rotte - men evolusjonen har utstyrt den pent for sin semi-akvatiske livsstil. Den flate halen fungerer som ror når den svømmer og er også et lagringsområde for ekstra mat. De fremre føttene på nettet hjelper til med å svømme, men på land kan de brettes bakover, slik at klørne kan bli spader for å grave huler i jordbankene rundt elver, innsjøer eller bekker. Når den dykker, lukker den neseborene så vel som øynene og ørene (den har ingen ytre øreflamme). Men den flate regningen lokaliserer mat gjennom unike elektriske reseptorer som oppdager bevegelse fra små byttedyr som insektlarver, reker og øyenstikkere.
Nebben er en ekte ensom: parring er det eneste sosiale samspillet. Ansatte ved Sør-Australias Warrawong Wildlife Sanctuary nær Adelaide som har vært vitne til parringsritualet, beskriver det som en ti-minutters vanndans, hvor hannen først holder kvinnens hale i munnen mens de svømmer og dykker gjennom vannet. Etter parring kommer hver partner tilbake til graven.
"Jeg tror at hele det rasjonelle ved å bruke sammenligninger mellom fjernt beslektede dyr for å fortelle oss om våre egne genomer, noen ganger er litt borte i 'gee-whiz, hvor rare' aspekter av platypus genomet, " sier Graves. "Sammenlignende genomikk er en veldig kraftig strategi for å utforske vår egen fortid."
Den bisarre utseende australske innfødte tar seg en svømmetur. (Stillbilde: JohnCarnemolla / iStock)
