Як маленька риба ламає правила еволюції: вчені розкрили секрет амазонської молінезії
Риба, яка створює генетичні копії себе, давно вважалася еволюційною загадкою. Тепер науковці з’ясували, який механізм у її геномі допомагає уникати мутаційного занепаду.
Амазонська молінезія. Фото: Nick Loveland/CC0
Амазонська молінезія — невелика риба з родини пецилієвих — давно привертає увагу біологів. Цей вид складається лише з самок і розмножується клонуванням, що суперечить класичним уявленням еволюційної теорії про необхідність статевого розмноження для виживання виду.
Про це повідомило видання Science News.
Дослідження, опубліковане 11 березня, показало, що ця риба має незвичайний механізм захисту від накопичення шкідливих мутацій. Йдеться про процес, відомий як генна конверсія — своєрідне «копіювання і вставлення» фрагментів ДНК між хромосомами. Завдяки цьому небажані мутації можуть стиратися, а корисні — поширюватися в геномі.
«Це протистоїть накопиченню мутацій», — пояснив спеціаліст з порівняльної геноміки Університету Міссурі Вес Воррен.
Амазонська молінезія (Poecilia formosa) мешкає в теплих річках і лагунах уздовж кордону Мексики та США (штат Техас) і існує щонайменше понад 100 тисяч років. Хоча для запуску розвитку яйцеклітин їй потрібні самці близькоспоріднених видів, генетичний матеріал партнерів не передається потомству — самки фактично створюють клонів самих себе.
Попередню версію геному цієї риби науковці опублікували ще 2018 року. Проте тодішні технології секвенування ДНК не дозволяли точно зрозуміти, як саме геном контролює мутації. Лише нові методи аналізу, які здатні чітко розділяти парні хромосоми, дали змогу виявити характерні сліди генної конверсії в усьому геномі.
Подібні процеси раніше спостерігали у простіших організмів, зокрема в коловерток, водяних бліх, кліщів і плоских червів. Однак тепер дослідники отримали перші докази того, що цей механізм може працювати і у безстатевих хребетних.
За словами еволюційного біолога Валдіра Мірона Бербеля-Фільйо з Університету Західної Флориди, результати можуть змінити уявлення про еволюцію клональних видів. Якщо така генетична «ремонтна система» справді поширена, її доведеться враховувати як один із ключових факторів, що визначають їхню еволюційну долю.
Водночас генна конверсія не є повною альтернативою статевому розмноженню. Молінезії однаково накопичують мутації швидше, ніж види, які розмножуються статево, і не можуть створювати нові комбінації генів так само ефективно.
Попри це нові дані свідчать: безстатеві види можуть бути набагато стійкішими до генетичного «виснаження», ніж вважалося раніше. Це змушує науковців по-новому подивитися на роль статі в еволюції живих організмів.
Нагадаємо, нове дослідження показало, що череп дятла працює не як амортизатор, а має унікальну геометрію, яка безпечно направляє силу удару через усю голову і захищає мозок.