Mail.RuПочтаМой МирОдноклассникиИгрыЗнакомстваНовостиПоискВсе проекты
17 августа 2011, источник: РИА Новости

Генетические «последствия» эволюции можно предсказать, считают ученые

МОСКВА, 17 авг — РИА Новости. Небольшие изменения генома, которые сопровождают приспособление родственных видов животных к новым условиям среды, можно предсказывать, пишут американские биологи в статье, опубликованной в журнале Nature.

Группа ученых под руководством Корнелии Баргманн (Cornalia Bargmann) из Рокфеллеровского университета в Нью-Йорке (США) изучала, как черви-нематоды приспосабливаются к новым условиям.

Черви-нематоды Caenorhabditis elegans отличаются относительно простым устройством генома и быстрым темпом размножения, что позволяют использовать их для изучения эволюционных процессов. В природных условиях существует две формы этих червей — обычные нематоды и так называемые «спящие» личинки. У «спящих» личинок отсутствуют половые органы, они не питаются, и их рост прекращается практически сразу после рождения.

В случае гибели большинства особей из другой группы такие личинки могут выйти из «спячки» и превратиться в обычных нематод. Считается, что это помогает червям избежать «перенаселения» и резкого вымирания популяции в тот момент, когда источник пищи резко иссякнет. Численность «спящих» личинок регулируется особыми химическими сигналами — феромонами, концентрация которых повышается при росте размеров популяции.

В лабораторных условиях этот сигнал часто распознается неправильно — большое количество «спящих» личинок появляется при постоянном изобилии пищи из-за разрастания популяции нематод, что ограничивает рост численности червей.

Баргманн и ее коллеги заметили, что через несколько поколений Caenorhabditis elegans смогли приспособиться к постоянному избытку пищи. Ученые обнаружили механизм этого приспособления, секвенировав геном нематод из двух популяций червей, которые выращивались в разных лабораториях в течение четырех и 50 лет.

Сравнение с геномом «диких» нематод показало, что эти черви приобрели устойчивость к феромонам благодаря удалению определенного участка в генах srg-36 и srg-37, необходимых для «сборки» белков, задействованных в работе рецепторов, «считывающх» химические сигналы из внешней среды.

Отключение srg-36 и srg-37 позволило нематодам приспособиться к постоянному изобилию пищи.

Биологи проверили свои выводы — они «восстановили» эти гены, и переместили рецепторы из усиков нематод в нервные клетки, отвечающие за реакцию на химические раздражители. В статье отмечаются, что такие особи начинали ползти в другую сторону при повышении концентрации феромонов в окружающей их почве. Это подтверждает то, что эти гены отвечали за распознавание феромонного сигнала.

Ученые отмечают, что обе популяции приобрели устойчивость к феромонам независимо друг от друга, на что указывает различная длина удаленных участков и их расположение в геномах нематод. Кроме того, схожий механизм защиты от «перенаселения» был модифицирован ближайшими родственниками этих червей — нематодами Caenorhabditis briggsae — аналогичным образом.

Как считают авторы статьи, появление схожих эволюционных приспособлений к изменению условий окружающей среды в разных популяциях и видах нематод позволяет говорить о том, что изменения генома в таких случаях можно предугадывать.