Den bisarre udseende platypus er blevet plakatdyr for evolutionær videnskab. Det er en levende bro mellem en behåret firben, der var vores forfader og det pattedyr, vi er i dag. Men det nyligt udgivne platypusgenom viser, at denne indfødte i Australien har et amalgam af gener, der ligner fugle, pattedyr og krybdyr. Forskningen har også fremhævet kontinentets ekstraordinære betydning i genetisk forskning.
”Som afskåret fra den evolutionære mainstream i 80 millioner år har Australien specialiseret sig i virkelig forskellige planter og dyr, ” siger Jenny Graves, professor i komparativ genomik ved det australske nationaluniversitet i Canberra. "Vores adgang til kenguruer og [Tasmaniske] djævler, drager, kookaburras og gamle gummitræer giver muligheder for at yde unikke bidrag til international genomik."
For millioner af år siden, da Australien gik væk fra den super landmasse kaldet Gondwana, blev dens flora og fauna isoleret - en afsondrethed, der gør det land beslægtet med et enormt evolutionært laboratorium. Mere end 80 procent af australske plante- og dyrearter er endemiske, hvilket betyder, at de kun forekommer naturligt på dette kontinent. Denne gruppe inkluderer tolv familier af blomstrende planter, fire af fugle og syv af pattedyr, nogle med henter navn som langhale pygmy-possum og rørnæset insektivende flagermus.
Denne biologiske arv er bevaret i en blanding af gener, der findes i blodpladen, som sammen med echidna (eller spiny anteater) hører til en klasse af pattedyr kaldet monotreme, fordi de kun har en åbning for reproduktion og eliminering af affald.
Som andre pattedyr har platypusen pels, termoregulater og laktater, skønt den ikke har brystvorter (den unge skødder mælken op fra moderens mave). Men det lægger æg som krybdyr og fugle, og den mandlige blodkar bærer gift (i sporer i bagbenene), endnu et træk, der findes i nogle krybdyr, mens dets sæd og seksuelle makeup er tæt på kyllingens.
Graves, co-leder af platypus genom-projektet og en af 26 australiere ud af de 100 internationale videnskabsfolk, der deltog, har vundet flere videnskabelige priser og er blevet kaldt en "national skat" for sit banebrydende arbejde med indfødte arter. Hun er en autoritet inden for sexbestemmelse, og hun har brugt årtier på at undersøge blodpladen og den ikoniske pungdyr, kænguru - og foreslog de genomiske undersøgelser af begge.
Platypus genomet er nu færdigt, og sender ringvirkninger af spænding gennem det videnskabelige samfund. Og kanguroo-gåten er også ved at blive løst med offentliggørelse af det dyrs genom, der forventes i de næste par måneder.
De forbenede fødder på næsen strækker sig for at hjælpe med svømning, men foldes tilbage på land, så klørne kan grave huler i jordbredden ved vandet (CORBIS) 
Når den dykker, lukker blodkarret øjne, ører og næsebor og finder sin mad gennem elektriske receptorer i dens regning, der registrerer bevægelse af lille bytte (Foto med tilladelse fra Nicole Duplaix / Getty Images) 
Det nyligt afkodede platypusgenom viser, at platypusen har aviær, krybdyr og pattedyrsgener (Foto høflighed Warrawong Wildlife Sanctuary, South Australia, Australien) 
En hjemmehørende i Australien, platypusen i ekstremt genert og ses sjældent undtagen i den tidlige morgen og om aftenen (Foto høflighed Ian Elton, Healesville Sanctuary, Victoria, Australien) 
Med en regning som en and, en hale som en bæver og spindelfødder er platypusen bisarre udseende, men den er veludstyret til sin semi-akvatiske livsstil (Foto høflighed Ian Elton, Healesville Sanctuary, Victoria, Australien) Under et projekt, der delvis er finansieret af de amerikanske nationale institutter for sundhed (NIH), var australske forskere for nylig færdige med at sekventere DNA'et fra tammar wallaby - et lille medlem af kængurufamilien. Graves, direktør for ARC Center of Excellence for Kangaroo Genomics, og hendes kolleger er i færd med at samle det og bruge det til at udforske kengurubiologi og fastlægge vigtige menneskelige gener.
Marsupiale babyer fødes for tidligt og udvikler sig typisk i morens pose, hvilket gør dem let tilgængelige til forskning i tidlig udvikling. "Pungdyr, " siger Graves, "er tættere beslægtet med mennesker og mus end monotreme. Deres genom er meget mere ligner dem hos placentale pattedyr; samme størrelse, samme slags fordeling af sekvenser, genomisk afprøvning, monofyletiske kønskromosomer og mindst en version af X-kromosominaktivering. "
Fordi både monotreme og pungdyr er fjernt beslægtet med os (platypusen deles fra vores fælles stamfar for 166 millioner år og kenguru for 146 millioner år siden) giver de mulighed for nogle klare genetiske sammenligninger. Dette er ikke tilfældet med vores kolleger, som mus, der er så tæt på os, at det er vanskeligt at bestemme de vigtige genetiske regioner, der forblev uændrede i millioner af år.
Kænguruen er den anden pungdyr, der sekventeres. Genomet til en sydamerikansk art af opossum blev offentliggjort sidste år. Det videnskabelige samfund har offentliggjort tyve pattedyrsekvenser indtil nu, men antallet forventes at stige dramatisk som følge af teknologiske fremskridt og internationalt samarbejde. Efter platypus og kenguru kan echidna meget vel være den næste australske indfødte (det er også i Ny Guinea) til at gennemgå genetisk afkodning. ARC australske forskningsstipendiat Frank Grützner fra Adelaide University, der også deltog i platypus-projektet, har udstyret nogle echidnas med radiosendere og taget deres DNA til sekventering.
Men det er ikke kun pattedyr, der får genetisk kontrol. Graves laboratorium ser også på alligatorer, fugle som emu og endda den næsten uddøde corroboree-frø.
"Genomikalderen har virkelig været spændende for os, der arbejder med underlige dyr, " siger hun. "Vi kunne ikke være lykkeligere."
Mærkeligt er bestemt betegnelsen for platypus - en aboriginal legende fastholdt, at det var afkom til en ænder og en vandrotte - men evolutionen har udstyret den pænt til sin semi-akvatiske livsstil. Dens flade hale fungerer som et ror, når det svømmer og er også et lagerområde til ekstra mad. Dens fordybninger på spidsen strækker sig for at hjælpe med svømning, men på land foldes tilbage, så klørne kan blive spar til grave grave i jordbanker omkring floder, søer eller vandløb. Når den dykker, lukker den næseborene såvel som øjne og ører (den har ingen ydre øreflamme). Men dens flade regning lokaliserer mad gennem unikke elektriske receptorer, der registrerer bevægelse foretaget af små byttedyr såsom insektlarver, rejer og Dragonflies.
Platypus er en rigtig ensom: parring er dens eneste sociale interaktion. Personale i South Australia's Warrawong Wildlife Sanctuary nær Adelaide, der har været vidne til parringsritualet, beskriver det som en ti-minutters vanddans, hvor hanen oprindeligt holder kvindens hale i munden, mens de svømmer og dykker gennem vandet. Efter parring vender hver partner tilbage til sin grav.
"Jeg tror, at hele rationalet ved at bruge sammenligninger mellem fjernt beslægtede dyr til at fortælle os om vores egne genomer undertiden er lidt tabt i 'gee-whiz, hvor underlige' aspekter af platypus genomet, " siger Graves. "Sammenlignende genomik er en frygtelig kraftig strategi til at udforske vores egen fortid."
Den bisarre australske indfødte tager en svømmetur. (Stillbillede: JohnCarnemolla / iStock)
