Здавалося б, звичайний прісноводний равлик із Нової Зеландії дивує вчених своїми додатковими хромосомами, пропонуючи рідкісне уявлення про еволюцію видів. Дослідники з Університету Айови виявили, що цей равлик нещодавно продубльував весь свій генетичний код — явище, яке називається поліплоїдією, — відкриваючи світло на те, як великі еволюційні стрибки можуть відбуватися у тварин.
Це незвичайне відкриття було опубліковано в журналі Genome Biology and Evolution. Що робить цього равлика таким особливим? На відміну від більшості тварин, включаючи людей, які мають два повних набори хромосом (диплоїди), цей вид має кілька копій свого генетичного матеріалу.
Команда вибрала для дослідження саме цього равлика, оскільки він може розмножуватися як статевим, так і нестатевим шляхом. Ця подвійна репродуктивна стратегія часто пов’язана з поліплоїдією, оскільки безстатеве розмноження полегшує матерям передачу додаткових хромосом під час клонування своїх нащадків. Довгий час біологи були спантеличені питанням, чи ці додаткові хромосоми допомагають чи шкодять видам з часом.
Щоб розгадати цю таємницю, дослідники старанно зібрали геном равлика, проаналізувавши приблизно 20 000 генів 30 особин однієї лінії. Уявіть, що ви збираєте складний пазл, де всі деталі майже ідентичні – ось яке завдання постало перед ними! Їхня реконструкція показала, що цей вид равликів зазнав повної дуплікації геному десь між 1 і 2 мільйонами років тому.
«Як правило, наявність більше двох копій геному вважається аномалією», — пояснює Кейл МакЕлрой, співавтор дослідження. Тепер докторант в Університеті штату Іллінойс, він отримав ступінь доктора філософії в Університеті Айови в 2019 році. «Але здається, що коли це правило порушується, організми часто намагаються його виправити з часом». Точна причина, чому наявність двох копій геному є домінуючою нормою, досі незрозуміла.
Цікаво, що цей равлик ще не повністю повернувся до свого диплоїдного стану. Він все ще перебуває в перехідному стані, коли деякі гени зберігають кілька копій, а інші повернулися до двох. Цей проміжний продукт надзвичайно рідко зустрічається у тварин і дає вченим унікальний погляд на поворотний момент еволюції.
Це відкриття піднімає нові питання про тригери подвоєння генома та його роль у створенні нових ознак. «Події такого роду можуть відзначати віхи еволюції, забезпечуючи сировину для передових інновацій», — припускає Морін Нейман, старший автор дослідження та професор кафедри біології Університету Айови.
Незвичайний генетичний склад равлика демонструє постійний процес еволюції, що розгортається прямо на наших очах, підкреслюючи складність і динамізм життя на Землі.
