Морские анемоны оказались не такими простыми, как считалось
Трубчатые анемоны — древние морские существа, напоминающие доисторические цветы. Они ведут медленный, долгий и предсказуемый образ жизни, и разные виды выглядят довольно похоже.
Их, родственников кораллов и медуз, легко назвать «простыми». Однако новое исследование ставит под сомнение всё, что эволюционные биологи думали о генетике этих животных.
Неожиданная митохондриальная ДНК
Митохондриальная ДНК трубчатой анемоны (Ceriantharia) удивила учёных своим строением и невообразимыми размерами. Исследователи, включая команду из Университета штата Огайо, обнаружили, что её митохондриальный геном не имеет классической кольцевой формы, а организован в несколько фрагментированных линейных частей, количество которых варьируется у разных видов.
Более того, этот геном теперь является крупнейшим из когда-либо описанных. Согласно исследованию, опубликованному в Scientific Reports, он содержит почти 81 000 пар оснований (единиц генетической информации). Для сравнения, митохондриальная ДНК человека содержит менее 17 000 пар оснований.
«У этих древних животных простое поведение и анатомия, поэтому мы считали их довольно простыми существами. Но их биология весьма сложна. Геномы этих трубчатых анемонов могут быть более динамичными, чем у более сложных и недавних животных, таких как улитки, насекомые и позвоночные», — говорит профессор Мэг Дейли.
Открытие, меняющее представления
Обычно митохондриальная ДНК имеет кольцевую форму и находится внутри клеточных «энергостанций» — митохондрий. Учёные долго не могли расшифровать её у трубчатых анемонов, предполагая кольцевую структуру.
Используя передовые суперкомпьютерные технологии, исследователи изучили два вида и обнаружили, что у одного митохондриальная ДНК состоит из пяти линейных фрагментов, а у другого — из восьми. Хотя линейный геном ранее находили у медуз, сочетание линейной структуры с вариациями в размере и количестве фрагментов у анемонов беспрецедентно.
«Мы думали, что типовая кольцевая структура помогает митохондриям работать быстро и эффективно. Теперь предстоит выяснить, почему у анемонов произошли такие изменения с эволюционной точки зрения. Пока в этом нет никакой закономерности», — отмечает Дейли.
Вопросы для будущих исследований
Ведущий автор работы Сержио Стампар подчеркивает, что два изученных вида представляют крупнейшие группы Ceriantharia, а их значительные геномные различия стали неожиданностью.
«Эти результаты — важный «снимок» группы. Помимо огромного размера геномов, самое удивительное — существенная разница между двумя видами», — говорит Стампар.
Изменение формы генома с кольцевой на линейную, вероятно, не было простым процессом. Это открытие требует широкого обсуждения эволюции всей группы стрекающих (Cnidaria), включающей медуз, кораллов и анемонов, и ставит под вопрос ожидания схожих эволюционных путей у внешне простых и древних морских животных.