Перевернутая ДНК помогла создать 800 видов рыб в одном озере: открытие ускорителей эволюции

В озере Малави в Восточной Африке обитает более 800 видов цихлид, произошедших от общего предка. Эволюция здесь шла быстрее, чем разделение человека и шимпанзе. Исследователи из Кембриджа и Антверпена нашли причину: у рыб есть участки «перевернутой» ДНК — хромосомные инверсии, которые работают как эволюционные ускорители. Они сохраняют полезные комбинации генов, помогая рыбам адаптироваться к разным условиям и образовывать новые виды.

Перевернутая ДНК помогла создать 800 видов рыб в одном озере: открытие ускорителей эволюции

Озеро Малави — уникальная природная лаборатория. За несколько миллионов лет в нем возникло более 800 видов цихлид. Кто-то стал хищником, кто-то приспособился соскабливать водоросли, фильтровать песок или питаться планктоном. Все они живут в одном водоеме, но занимают разные экологические ниши.

Группа ученых из Кембриджского и Антверпенского университетов решила выяснить, как такой взрыв биоразнообразия стал возможен. Они проанализировали ДНК более 1300 цихлид и обнаружили необычную особенность. У многих видов на пяти хромосомах большие участки генома оказались перевернуты. Эта мутация называется хромосомной инверсией.

В норме при размножении гены родителей перемешиваются. Но внутри инверсии рекомбинация заблокирована. Группа генов передается из поколения в поколение как единый блок, сохраняя удачные комбинации признаков. Ученые называют такие блоки «супергенами».

У цихлид эти супергены оказались связаны со зрением, слухом, поведением и даже определением пола. Рыбы, живущие на глубине до 200 метров, сталкиваются с полной темнотой, другим давлением и иной пищей. Супергены помогают им сохранять адаптации к этим условиям и не смешиваться с сородичами с поверхности.

Инверсии также работают как барьеры. Разные виды цихлид могут скрещиваться, но супергены ограничивают смешение, помогая поддерживать видовые границы. Особенно это важно там, где несколько видов живут бок о бок — например, на открытых песчаных участках.

Это своего рода набор инструментов, где собраны самые полезные приспособления. При скрещивании виды могут обмениваться целыми инверсиями, перенося готовые адаптации и ускоряя эволюцию.

— объясняет Мориц Блюмер из Кембриджа.

Хотя исследование посвящено цихлидам, хромосомные инверсии встречаются у многих животных, включая человека. Ученые все чаще рассматривают их как ключевой механизм, создающий биоразнообразие на Земле. Теперь, когда механизм стал понятнее, мы ближе к ответу на один из главных вопросов биологии: откуда берется такое разнообразие жизни.

Читайте также

Ученых шокировала змея, охотящаяся с помощью фальшивого паука на хвосте

Ученых шокировала змея, охотящаяся с помощью фальшивого паука на хвосте

Стартап Hylenr Technologies заявил об обнаружении 32 элементов после эксперимента с ядерным синтезом

Стартап Hylenr Technologies заявил об обнаружении 32 элементов после эксперимента с ядерным синтезом

ООН предупредила: глобальное потепление вскоре превысит критический порог в 1,5 °C

ООН предупредила: глобальное потепление вскоре превысит критический порог в 1,5 °C

Фотон от мощнейшего космического взрыва мог указать на нарушение законов Эйнштейна

Фотон от мощнейшего космического взрыва мог указать на нарушение законов Эйнштейна

Глубоководная рыба умеет ходить по дну задом наперед

Глубоководная рыба умеет ходить по дну задом наперед

Археологи раскрыли истинные причины каннибализма в неолитической Европе

Археологи раскрыли истинные причины каннибализма в неолитической Европе

Ученые выяснили, почему воспоминания не исчезают даже при потере связей в мозге

Ученые выяснили, почему воспоминания не исчезают даже при потере связей в мозге

ИИ OpenAI заявил о решении одной из семи задач тысячелетия

ИИ OpenAI заявил о решении одной из семи задач тысячелетия

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Открыт новый вид льда, способный объяснить тайны Нептуна и Урана

Открыт новый вид льда, способный объяснить тайны Нептуна и Урана

Ученые предложили печатать дома на Марсе из песка и дрожжей

Ученые предложили печатать дома на Марсе из песка и дрожжей

Почти 3000 взрывов звезд указали на то, что темная энергия меняется со временем

Почти 3000 взрывов звезд указали на то, что темная энергия меняется со временем

Меркурий сжимается быстрее, чем считали ученые

Меркурий сжимается быстрее, чем считали ученые