Дослідження виявило механізм конверсії генів, що очищає геном від шкідливих мутацій.
Амазонська моллі (Poecilia formosa) — це особливий безстатевий вид риби, що розмножується виключно шляхом клонування. На відміну від традиційних уявлень про еволюцію, цей вид не зникає через накопичення шкідливих мутацій. Дослідники виявили, що стабільність її геному підтримується механізмом конверсії генів, про що повідомляє ScienceNews.
Цей процес забезпечує регулярну перебудову ДНК шляхом копіювання невеликих фрагментів з однієї хромосоми на іншу. Завдяки такому внутрішньому “редагуванню” риба самостійно очищує свій генетичний код, що дозволяє їй процвітати без традиційного статевого розмноження.
Цей механізм дозволяє видаляти шкідливі мутації, а іноді й поширювати корисні. Це забезпечує можливість природного добору продовжувати свою дію навіть у видів, що не розмножуються статево. За словами науковців, це перші безпосередні докази того, що конверсія генів може стримувати накопичення мутацій у безстатевих хребетних.
Амазонська моллі існує вже понад 100 тисяч років у теплих ріках і лагунах, що розташовані вздовж кордону Мексики та Техасу. Хоча самки потребують самців споріднених видів для стимуляції розвитку яйцеклітин, їхнє потомство залишається генетичними копіями матері.
У 2018 році дослідники вже представили першу версію геному цієї риби. Однак тодішні технології секвенування ДНК не дозволяли зрозуміти, яким чином вона контролює накопичення мутацій.
Для нового дослідження, опублікованого в журналі Nature, науковці застосували сучасні методи секвенування, які дозволили чітко розділити дві хромосомні копії геному риби. Кожна з них походить від різних видів-предків, що колись схрестилися й утворили гібридну лінію.
Завдяки цим технологіям дослідники змогли виявити характерні патерни конверсії генів. Подібні процеси раніше спостерігали у простіших організмів, зокрема у коловерток, водяних бліх, кліщів і плоских червів.
Комп’ютерний біолог Едвард Райсмейєр з Мюнхенського університету Людвіга Максиміліана зазначає, що цей механізм створює нові осередки генетичної варіації. Він додав: “Процес дає природному відбору можливість діяти”.
Водночас конверсія генів виконує ще одну функцію. Вона допомагає виправляти генетичні невідповідності між двома наборами хромосом, які можуть виникати через гібридне походження виду.
Попри це, механізм не повністю замінює статеве розмноження. Амазонська моллі все ще накопичує мутації швидше, ніж види, що розмножуються статево, і не створює такої кількості нових комбінацій генів. Однак результати дослідження можуть змінити уявлення вчених про еволюційні перспективи безстатевих видів.
“Це дійсно змушує нас мислити нестандартно і поза підручниками”, — заявила еволюційна генетикиня Енн-Марі Діон-Коте з Університету Монктона.
Раніше крихітна риба губань-чистильник успішно пройшла модифікований дзеркальний тест, підтвердивши наявність самосвідомості. Під час експерименту особини миттєво реагували на мітки на тілі та навіть перевіряли властивості дзеркала за допомогою їжі.