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

В Китае нашли древнейший янтарь возрастом 385 миллионов лет — он оказался на 65 млн лет старше всех известных образцов

В Китае нашли древнейший янтарь возрастом 385 миллионов лет — он оказался на 65 млн лет старше всех известных образцов

Владение смартфоном снижает навыки чтения у детей 3–6 классов – исследование UCLA

Владение смартфоном снижает навыки чтения у детей 3–6 классов – исследование UCLA

Следы возрастом 1,43 млн лет у озера Туркана рассказали о предках человека ростом 180 см

Следы возрастом 1,43 млн лет у озера Туркана рассказали о предках человека ростом 180 см

Китайские ученые создали сверхпрочный сплав, выдерживающий нагрев до 2400 °C

Китайские ученые создали сверхпрочный сплав, выдерживающий нагрев до 2400 °C

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Траектория старения: в ННГУ научились прогнозировать возрастные изменения у конкретного человека

Траектория старения: в ННГУ научились прогнозировать возрастные изменения у конкретного человека

Ученые МИСИС создали наночастицы с защитой от перегрева для терапии рака

Ученые МИСИС создали наночастицы с защитой от перегрева для терапии рака

Физики раскрыли загадку «лишнего» гамма-излучения атомных ядер, над которой бились десятилетиями

Физики раскрыли загадку «лишнего» гамма-излучения атомных ядер, над которой бились десятилетиями

Рождение GEO: как бренды платят миллионы, чтобы их советовал ИИ

Рождение GEO: как бренды платят миллионы, чтобы их советовал ИИ

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Бензин как лотерея: станут ли гибриды и электромобили популярным выбором россиян?

Бензин как лотерея: станут ли гибриды и электромобили популярным выбором россиян?

7 удивительных фактов о черных дырах, которые меняют наше представление о Вселенной

7 удивительных фактов о черных дырах, которые меняют наше представление о Вселенной

22-тонный КАМАЗ-1010 «обманывает» законы физики в карельских лесах

22-тонный КАМАЗ-1010 «обманывает» законы физики в карельских лесах

ChatGPT заблокировал запросы на имитацию стиля известных писателей

ChatGPT заблокировал запросы на имитацию стиля известных писателей

Ученые предложили новый способ искать разумную жизнь во Вселенной — без поиска технологий

Ученые предложили новый способ искать разумную жизнь во Вселенной — без поиска технологий

«Умный пластырь» определяет сахар в крови через пот за пять секунд

«Умный пластырь» определяет сахар в крови через пот за пять секунд