Хромосомы бабочек и мотыльков остаются неизменными 250 миллионов лет

Самое масштабное исследование такого рода показало, что хромосомы бабочек и мотыльков (Lepidoptera) остаются в основном неизменными с момента их последнего общего предка более 250 миллионов лет назад. Эта стабильность существует вопреки невероятному разнообразию, наблюдаемому сегодня в узорах крыльев, размерах и формах гусениц среди более чем 160 000 видов по всему миру.

Исследователи из Wellcome Sanger Institute и их коллеги из Университета Эдинбурга проанализировали и сравнили более 200 высококачественных геномов на уровне хромосом у бабочек и мотыльков.

Ключевые открытия:

• Ученые идентифицировали 32 исходных хромосомных «строительных блока», названных элементами Мериан в честь энтомолога XVII века Марии Сибиллы Мериан. Они остались нетронутыми у большинства видов.
• За исключением одного древнего события слияния, приведшего к 31 хромосоме у большинства современных видов, хромосомы напрямую соответствуют этим предковым элементам. Стабильным был не только набор хромосом, но и порядок генов в них.
• Были обнаружены редкие группы видов, которые нарушили эти правила и претерпели масштабную генетическую перестройку, включая слияние и расщепление хромосом. К ним относятся, например, голубянки (Lysandra) и группа, содержащая капустную белянку (Pieris).
• Исследование подчеркивает роль длины хромосомы как фактора эволюционных изменений.

Значение и контекст:

• Результаты, опубликованные в Nature Ecology & Evolution, проливают свет на жесткие ограничения, управляющие эволюцией генома у этих экологически важных насекомых.
• Работа повышает понимание факторов, ведущих к генетическому разнообразию, что может помочь в сохранении видов, особенно в условиях изменения климата.
• Исследование является частью Darwin Tree of Life Project (цель — секвенировать 70 000 видов Британии и Ирландии) и вкладом в глобальный Earth BioGenome Project.
• Ученые продолжат работу в рамках нового Project Psyche, целью которого является секвенирование всех 11 000 видов европейских чешуекрылых.

Цитаты исследователей:

• Шарлотта Райт: «Поразительно, что, несмотря на обширную диверсификацию видов, их хромосомы остались remarkably intact. Это ставит под сомнение идею о том, что стабильные хромосомы могут ограничивать видообразование».
• Профессор Марк Блэксетер: «Более глубокое понимание биологии бабочек и мотыльков через Project Psyche будет информировать будущие исследования по адаптации и видообразованию для сохранения биоразнообразия».