Пять жутких медицинских практик из прошлого

Создан карманный УЗИ-аппарат, работающий в паре со смартфоном

Наступает новая эпоха бактериофагов

Четыре реципиента органов «заразились» от донора раком

Искусственный интеллект превзошел дерматологов в диагностике меланомы

Нобелевская премия по физиологии и медицине: CTLA-4 и PD-1

Создан искусственный легочный клапан, способный подстраиваться под растущее сердце ребенка




Небольшие дозы виагры снижают риск рака

Ученые предупредили об опасности неправильного приема антибиотиков

Изучены противоопухолевые свойства препарата «Антабус», использовавшегося для лечиния алкогольной зависимости

Новое чудо-лекарство от мигрени нужно колоть всего раз в месяц

Лекарство от диабета может защитить от радиации

FDA одобрило первый препарат, подавляющий гены

7 малоизвестных фактов из аптечного прошлого




Метформин замедлил старение клеток человека

Американка дожила до 105 лет, несмотря на алкоголь и курение

Объявлено имя самого пожилого человека на планете

Будущее старение женщины видно в лице ее матери

Найден новый способ борьбы со старением

Ученые нашли генетические сигнатуры биологического старения

Пять простых правил для достижения долголетия


НОВОСТИ    БИБЛИОТЕКА    СЛОВАРЬ-СПРАВОЧНИК    КАРТА САЙТА    ССЫЛКИ    О САЙТЕ

25.06.2014

Генетические различия между серой и черной вороной записаны на «островках видообразования»

Международная группа ученых разрешила наконец загадку видообразования у серых и черных ворон. У этих двух видов не было известно видоспецифичных генов, не было экологической дифференцировки, они легко скрещивались между собой. При этом они четко различались по окраске и поведению. Оказалось, что практически все генетические различия сконцентрированы на небольшом участке одной из хромосом. Эта часть хромосомы в свое время подверглась инверсии, поэтому при скрещивании она не рекомбинирует с гомологичными участками близкородственных видов. На инвертированном участке собраны гены окраски оперения туловища, гены зрительного восприятия и гены гормональной регуляции поведения — этого оказалось достаточно для формирования и поддержания видовой индивидуальности, пишет Science.

Образование двух видов ворон — серой (Corvus cornix) и черной (Corvus corone) — издавна является предметом оживленных дискуссий. Эти виды прекрасно различаются по оперению, их ареалы разобщены, но при этом скрещивание в гибридных зонах происходит постоянно.

Можно было бы предположить обычный в таких случаях сценарий: в ледниковое время в изолированных рефугиумах Евразии за счет генетического дрейфа и приспособлений к местным условиям накопились генетические различия и сформировались два разных вида. Затем в постледниковое время ареалы соединились, и в гибридных зонах особи этих видов начали скрещиваться. Процессу полного слияния двух видов мешала репродуктивная изоляция в том или ином виде и видовые брачные предпочтения, когда партнеры стараются выбрать себе подобных, а не экзотических чужаков. Для подтверждения этого сценария исследователю нужно выявить известную долю генетических различий — это главное; также желательно показать пониженную выживаемость гибридов и ассортативность скрещивания. Но в случае с серой и черной воронами этот сценарий не подтверждается: генетические различия между видами стремятся к нулю, гибридное потомство вполне жизнеспособно (хотя его приспособленность всё же немного понижена) — правда, при этом доказана ассортативность при подборе родительских пар. Это означает, что за время изолированного существования генетические различия так и не появились или их ничтожное число.

Тогда что же позволяет при активно идущем скрещивании удерживать обособленность этих видов, их морфологическую дискретность, их видовое своеобразие? Вопрос кажется частным (всего лишь два вида самых обычных ворон!), но в действительности ставит в тупик эволюционистов. Ведь для видообразования необходима хоть какая-то доля видоспецифичных генов, хоть какой-то барьер — географический, экологический, репродуктивный (пре- или постзиготический; последний включает все случаи несовместимости генов). В случае с воронами нет ничего из этого!

Орнитологи и молекулярные биологи из Уппсальского (Швеция), Стокгольмского (Швеция), Констанцского (Германия) и Вальядолидского (Испания) университетов и Института орнитологии общества Макса Планка (Германия) с блеском ответили на этот вопрос. Для этого им пришлось отсеквенировать с высокой точностью полный геном серой вороны и откорректировать геномы еще 60 особей (по 15 из разных популяций: черная ворона из Испании и Германии, серая ворона из Швеции и Польши). А потом аккуратно сравнить эти геномы. В результате им удалось выделить участок, на котором собрались почти все зафиксированные нуклеотидные замены.

Этот участок длиной 1,95 млн пар оснований располагается на 18-й хромосоме и вмещает 81 сайт с фиксированными заменами (из выявленных 82) примерно в 40 генах. Уровень полиморфизма на этом участке минимален. Все остальные участки генома у четырех изученных популяций единообразны по набору своих полиморфизмов и обнаруживают признаки перемешивания (интрогрессии) генов.

Получается, что геномы двух видов — это как бы единая территория с двумя анклавами, границы которых строго охраняются; значительная доля видовой специфики помещается внутри этих анклавов. Ученые назвали их «островками видообразования» (speciation islands). Это название ассоциируется с географическими изолятами. Хотя данная аналогия может показаться словесно надуманной, но всё же и генетические, и географические анклавы становятся причиной обособления видов, формируя в конечном итоге генетическую разницу.

Что это за островки? Удалось выяснить, что это инвертированный отрезок хромосомы. Из-за инверсии он не подвергается рекомбинации, и все гены, собранные на нем, наследуются вместе. Низкий уровень полиморфизма свидетельствует о том, что в этом месте работает очищающий отбор, а также имеет место сцепленное с важными признаками наследование.

И так уж случилось, что набор генов на инвертированном отрезке включает регуляторы окраски перьев на туловище ворон. Туда же входят и гены, регулирующие зрительное восприятие, а также сигнальные каскады дофамина и опиоидов в мозге, которые вовлечены в контроль социального поведения у ворон. Складывается замечательная ситуация: два вида ворон скрещиваются, гены их перемешиваются, но одна часть, совсем небольшая — меньше одного процента — остается неделимой. И в этой части хранится видовое наследие — окраска оперения, способность разглядеть и выбрать себе подобного, поддерживать особые, характерные для вида, иерархические отношения внутри коллектива (стаи). Нужно заметить, что окраску оперения формируют не только гены инвертированного участка, но и некоторые другие, поэтому гибриды могут иметь и промежуточную окраску.

Таким образом, всего одна хромосомная инверсия способна обеспечить появление нового вида. Для этого не потребовалось приспосабливаться к новым, измененным условиям, не потребовалось никаких экологических нюансов, никаких внешних барьеров. Потребовалась генетическая случайность, которая, тем не менее, привела к обособлению маленького участка хромосомы. На этом островке видообразования быстро накопились различия, и сформировался отдельный вид. Оказалось важно, что на островок попали гены, регулирующие и фенотипические различия, и их восприятие, и поведенческие реакции ворон. Два последних фактора обуславливают ассортативность скрещивания.

Елена Наймарк


Источники:

  1. elementy.ru







Недостаток разнообразия в генетических исследованиях приводит к неравенству

Секвенирование генома мака показало, как и когда в нем начал вырабатываться морфин

Прочтен геном доисторической женщины, чьим отцом был денисовец, а матерью — неандерталка

Найдены 6500 генов, отличающие мужчин от женщин

Генетики выяснили происхождение самой маленькой нелетающей птицы

Сколько у вас хромосом? История одной мутации

Новая модификация CRISPR сможет отредактировать до 50 процентов генома



Ученые раскрыли секрет того, как нос защищает организм от бактерий вдыхаемого воздуха

Как мозгом различается прикосновение к себе и прикосновение других

На что способен наш организм и чего мы о нем не знаем

Нервы и мышцы, участвующие в появлении гусиной кожи, стимулируют рост волос

Люди стали прямоходящими, когда еще жили на деревьях

Ученые объяснили, почему пальцы хрустят

Язык человека способен воспринимать запахи



«Альтернативная история» белков проливает свет на роль случайности в эволюции

Учёным впервые удалось успешно заморозить (и разморозить) зародыш рыбы

Многоклеточные организмы появились гораздо раньше, чем предполагалось

Одноклеточные ровесники динозавров рассказали о существовавшем в центре Австралии море

Земной микроорганизм способен питаться метеоритами

Новое древо жизни включит «симбиомов» как отдельные организмы

Ученые применили технологию CRISPR для смены пола потомства мышей


© GENETIKU.RU, 2013-2022
При использовании материалов активная ссылка обязательна:
http://genetiku.ru/ 'Генетика'

Рейтинг@Mail.ru

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной
1500+ квалифицированных специалистов готовы вам помочь