Группа ученых из Сколтеха и Института проблем передачи информации РАН на примере рачков-бокоплавов из озера Байкал показала, что параллельная эволюция, связанная с формированием адаптаций, может затрагивать тысячи генов у близкородственных видов, а не только единичные гены, как считалось ранее.
Сколтех # Байкал # ДНК # мутации # параллельная эволюция # рачки-бокоплавы Рачок-бокоплав / ©baikal24.ru
Результаты исследования опубликованы в журнале Genome biology and Evolution. Известно, что иногда в основе формирования сходных адаптаций лежат одни и те же мутации, возникшие независимо: эволюция как бы повторяется. Такое явление называется параллельной эволюцией.
Обычно бывает трудно показать, что такие мутации возникли не случайно, а действительно помогают организмам приспосабливаться к условиям окружающей среды. До сих пор адаптивные параллельные мутации находили только в некоторых генах или небольших группах взаимосвязанных генов.
Команда ученых из Сколтеха и Института проблем передачи информации РАН под руководством профессора Сколтеха, эволюционного биолога Георгия Базыкина провела масштабный биоинформатический анализ белок-кодирующих последовательностей 46 видов рачков-бокоплавов, обитающих в озере Байкал.
Параллельная эволюция рачков-бокоплавов / ©Pavel Odinev / Пресс-служба Сколтеха
Исследователей интересовало, можно ли заметить повышение темпов адаптивной параллельной эволюции в близкородственных формах, образованных в результате вспышки видообразования (возникновения большого числа близкородственных видов в небольшой географической области).
В результате работы было обнаружено, что в генах байкальских рачков адаптивные параллельные мутации в ДНК более распространены, чем случайные. Эти изменения затрагивают несколько тысяч генов. Основываясь на некоторых базовых закономерностях молекулярной эволюции, ученые доказали, что найденные мутации действительно связаны с адаптацией к среде обитания. Однако с какими именно приспособлениями связаны обнаруженные параллелизмы — остается загадкой.
«В Байкале обитает много сотен видов эндемичных бокоплавов, образовавшихся из нескольких видов, когда-то заселивших озеро. Они освоили всевозможные экологические ниши — среди них есть как хищники, так и планктонные формы и паразиты. Параллелизмы были найдены даже между формами, имеющими совершенно разный образ жизни», – рассказывает первый автор исследования аспирантка Сколтеха Валентина Бурская.
Источник: