Казавшаяся обыкновенной пресноводная улитка из Новой Зеландии удивляет учёных своими дополнительными хромосомами, предлагая редкий взгляд на то, как эволюционируют виды. Исследователи из Университета Айовы обнаружили, что эта улитка недавно дублировала весь свой генетический код — явление, называемое полиплоидией — раскрывая свет на то, как могут происходить крупные эволюционные скачки у животных.
Это необычное открытие было опубликовано в журнале Genome Biology and Evolution. Что делает эту улитку столь особенной? В отличие от большинства животных, включая людей, которые обладают двумя полными наборами хромосом (диплоиды), этот вид имеет несколько копий своего генетического материала.
Команда выбрала для изучения именно эту улиток потому, что она может размножаться как половым, так и бесполым путём. Этот двойной репродуктивный стратегии часто связывают с полиплоидией, поскольку бесполое размножение облегчает передачу дополнительного хромосом матерями при клонировании потомства. В течение длительного времени биологи были озадачены вопросом, помогают ли эти дополнительные хромосомы или вредят видам со временем.
Чтобы разгадать эту загадку, исследователи кропотливо собрали геном улитки, анализируя примерно 20 000 генов из 30 особей в одной линии родства. Представьте себе, что вы собираете сложную головоломку, где все детали почти идентичны — вот такая задача стояла перед ними! Их реконструкция показала, что этот вид улиток претерпел дублирование всего генома где-то между 1 и 2 миллионами лет назад.
«Обычно наличие более двух копий генома считается аномалией», — объясняет Кейл МакЭлрой, соавтор исследования. Сейчас являясь постдокторантом в Иллинойском государственном университете, он получил свою докторскую степень в Университете Айовы в 2019 году. «Но похоже, что когда нарушается это правило, организмы часто пытаются исправить его с течением времени.» Точная причина, почему наличие двух копий генома кажется доминирующей нормой, по-прежнему неясна.
Интересно то, что эта улитка еще не полностью вернулась в диплоидное состояние. Она всё ещё находится в переходном состоянии, причём некоторые гены сохраняют несколько копий, в то время как другие вернулись к двум. Это промежуточное звено чрезвычайно редко встречается у животных и предоставляет учёным уникатный обзор эволюционного поворотного пункта.
Это открытие порождает новые вопросы о триггерах дублирования всего генома и его роли в создании новых признаков. «События подобного рода могут отмечать эволюционные вехи, предоставляя сырьё для передовых инноваций», — предполагает Морин Неимэн, старший автор исследования и профессор кафедры биологии Университета Айовы.
Необычный генетический состав улитки демонстрирует текущий процесс эволюции, разворачивающийся прямо перед нашими глазами, подчеркивая сложность и динамизм жизненного пути на Земле.
