Naujausi tyrimai atskleidė, kad DNR „supergenai“ gali būti paslėptas variklis, lemiantis greitą evoliuciją gamtoje. Mokslininkai iš Kembridžo ir Antverpeno universitetų nustatė, kad tam tikros DNR dalys, vadinamos „apverstais“ segmentais, padeda žuvims greitai prisitaikyti prie naujų aplinkų ir net suformuoti visiškai naujas rūšis. Šie genetiniai bruožai veikia kaip evoliucijos pagreičiai, išsaugodami naudingas savybes ir spartindami pokyčius.
Greita evoliucija Malavio ežere
Biologijoje kyla didelis klausimas, kaip Žemėje atsirado toks platus augalų ir gyvūnų spektras. Malavio ežero cichlidų žuvys yra ryškus pavyzdys. Šiame vieninteliame ežere per trumpą laiką atsirado daugiau nei 800 rūšių, išsivysčiusių iš bendro protėvio, kur kas greičiau nei žmonių ir šimpanzių evoliucija.
Tyrimo eiga
Mokslininkai analizavo daugiau nei 1,300 cichlidų DNR, siekdami rasti genetinių bruožų, paaiškinančių neįprastai greitą evoliucijos tempą. „Mes atradome, kad kai kuriose rūšyse penkiuose chromosomose dideli DNR fragmentai yra apversti – tai vadinama chromosomine inversija“, – sakė tyrimo vyresnysis autorius Hennes Svardal iš Antverpeno universiteto.
Paprastai reprodukcijos metu vyksta rekombinacija, kai DNR iš abiejų tėvų yra sumaišoma. Tačiau apverstose DNR dalyse šis procesas yra užblokuotas. Dėl to genų grupės išlieka sujungtos ir perduodamos iš kartos į kartą nepakitusios, kas leidžia evoliucijai vykti efektyviau.
„Supergenai“ ir greitas prisitaikymas
Šie sujungti genų klasteriai dažnai vadinami „supergenais“. Cichlidų žuvyse jie atlieka svarbų vaidmenį formuojant rūšių skirtumus. Nors skirtingos rūšys vis dar gali kryžmintis, šios inversijos apriboja DNR maišymąsi, padėdamos išlaikyti išskirtines savybes.
„Kai skirtingos cichlidų rūšys kryžminasi, visos inversijos gali būti perduodamos tarp jų – kartu su pagrindinėmis išgyvenimo savybėmis, tokiomis kaip prisitaikymas prie specifinių aplinkų, kas spartina evoliucijos procesą“, – teigė Blumer.
Evoliucijos plėtra
Chromosomų inversijos ne tik išsaugo naudingas savybes. Jos taip pat gali veikti kaip lytiniai chromosomos, įtakojančios, ar individas vystysis kaip patinas ar patelė. Dėl to lyties nustatymas prisideda prie rūšių formavimosi, todėl tai suteikia papildomą išsiaiškinimą apie evoliuciją.
„Nors mūsų tyrimas buvo orientuotas į cichlidus, chromosomų inversijos nėra unikalios jiems. Jos taip pat randamos daugelyje kitų gyvūnų, įskaitant žmones, ir vis dažniau laikomos pagrindiniu veiksniu evoliucijoje ir biologinėje įvairovėje“, – sakė bendras vyresnysis autorius profesorius Richardas Durbinas.
Apibendrinimas
Mokslininkai tikisi, kad šie atradimai padės atsakyti į ilgalaikį klausimą apie tai, kaip gyvenimas diversifikuojasi tokiais greičiais esant tinkamoms sąlygoms. „Mes ilgą laiką tyrinėjome speciacijos procesą. Dabar, suprasdami, kaip šie supergenai evoliucionuoja ir plinta, artėjame prie atsakymo į vieną iš didžiųjų mokslo klausimų: kaip gyvenimas Žemėje tampa toks turtingas ir įvairus“, – sakė Svardal.
