Гените питон и кобра говори за еволюцията на змии

Видео: Символ на годината Санкт Петербург поздрави журналистите

Зоолози отдавна използват напредък в молекулярната биология за собствените си цели. Например, свързано-еволюционни връзки между групи животни е много по-лесно да се прецени, като на генома. Но в този смисъл, различни животни са щастливи в raznomu-на змии ръцете на учените са дошли едва наскоро. Веднага две големи изследователски екипи са публикували анализ на целия геном на кралската кобра и питон на тигър. Тези видове са първите змии, чиято ДНК се секвенира напълно.

Разбира се, учените правят това не само е така, и да разберат как генетично ниво отразява много особен вид и начин на живот, които са тези влечуги. С помощта на генетичен анализ могат не само да разберете какъв вид молекулярни механизми са зад този или тази функция змии, но също така и как тези същества, както се казва, са стигнали до такъв живот, че е това, което еволюционни промени, които се случват с тях.

Тайгър питони са от яйца. (Снимка от Джо Макдоналд.)

Kestou Тод (Todd Castoe) от Университета на Тексас в Остин (САЩ) и колегите му, ангажирани в тъмно тигър питон, който живее в Югоизточна Азия и в последно време стана инвазивни видове в южната част на САЩ. Изследователите не просто четат ДНК си, но също така и в сравнение с питон активността на гените в сърцето, черния дроб, бъбреците и тънките черва преди хранене и след това - в един ден и четири дни след празника.

В списание PNAS зоолозите съобщават, че промени в генната активност в питона бяха изненадващо амбициозни: храна принудени да работят по различен начин буквално половината от гените и тези промени се проведоха над 48 часа. В резултат на метаболизма на питон ускорява до 40 пъти, а вътрешните му органи (червата, бъбреците и черния дроб) в три дни се удвоява по размер.

Що се отнася до кобра, която, заедно с колеги ангажирани Keysvell Nicholas (Nicholas Casewell) на Бангор университет (UK), тук учените са заинтересовани на първо място отровна змия, неговата способност да се създаде отровна смес от 73 пептиди и протеини. Както пишат авторите в PNAS едни и същи, в отровата на кобри, участващи в производството на 20 генни семейства и, любопитно, тези гени, които работят в отровните жлези, имат колеги в други части на тялото на влечугото. По време на еволюцията на "токсични" гените получи допълнителни копия, с често повече от един, и тези копия може да мутира още повече усложнява отрова.

По време на еволюцията на отровни змии ние трябва постоянно да се подобри тяхната отрова, като тяхна жертва в същото време да стане по-устойчива на токсините, които тровят влечуги. Животът е змия буквално зависи от отровата, защото нищо друго, освен него, тя не може да се противопостави на врага, и това е разбираемо защо за тези цели са разпределени такива мащабни генетични ресурси.

Кралската кобра е служил като наука. (Снимка от Дейв 2x.)

Изследователи от двете групи в същото време се опитват да се сравни с всеки друг геноми питон и кобра, и сравнение на резултатите с ДНК на други гръбначни животни, включително ДНК само отровни видове бозайници - птицечовка.

За тази цел двете змии, избрани за седем и половина хиляди гени, присъстващи в техните геноми в един екземпляр. Както се очакваше, генетични промени в змиите отидоха с голяма скорост, много по-високи в сравнение с други животински фигури. В допълнение, броят на генетични модификации в змията е също много б lshim. Какво е ясна: формата на тялото, начин на живот и други змии са толкова необичайни, че не мащабни генетични промени, без силни размествания, които ще се адаптират към избраната ниша, това не беше достатъчно.

В същото време, учените отбелязват, че много от промените е не толкова как да управлявате случва вече съществуващи гени, както и в появата на нови. Смята се, че основният инструмент на молекулярната еволюция - едно пренастройване на генната регулация, промени в регулаторните региони, но не и появата на нови кодиране блокове. Въпреки това, змията, най-вероятно, в този смисъл, някои изключения - поради склонността им да се размножават копия на гените на генома, които могат да се променят, колкото искате и в бъдеще.

Въпреки това, да се правят особено амбициозни заключения относно развитието на змии само два геноми, вероятно по-рано, а защото самите изследователи предполагат, изчака десет повече от змия геноми, които трябва да бъдат разследвани в следващите две години.