Биологи пролили новый свет на разнообразие естественного отбора

Почти 100 лет биологи спорят о том, как именно работает естественный отбор. Если природа отбирает особей с лучшими генами, то почему все организмы не одинаковы? Что поддерживает генетическую изменчивость, на которую действует отбор и которая в конечном итоге привела к впечатляющему разнообразию жизни на Земле? Новые данные Уппсальского университета предполагают, что ответом может быть пол.

Эволюционно-генетическая теория показывает, что генетическая изменчивость может сохраняться, когда отбор благоприятствует разным версиям одних и тех же генов у самцов и самок — неизбежному следствию разделения полов. То есть для многих генов может не быть универсально «лучшей» версии, а одна лучше для самцов, а другая — для самок. Это известно как полуантагонистическая генетическая изменчивость, но она может сохраняться лишь в узком наборе условий, ограничивая её распространённость в природе. Однако новое исследование доктора Карла Гришопа и профессора Йорана Арнквиста, опубликованное в PLoS Biology, может изменить эту точку зрения.

«Один из простейших способов, с помощью которого половой антагонистический отбор может поддерживать генетическую изменчивость по приспособленности, — это полоспецифическая реверсия доминирования. При этом ни одна версия гена не является всегда доминантной или рецессивной, а версия, приносящая пользу данному полу, является доминантной в этом же полу. То есть, будет ли данная версия гена доминантной или рецессивной по отношению к другой, зависит от того, в каком поле она находится», — объясняет доктор Карл Гришоп.

Этот механизм изначально встретил скептицизм, но недавно получил теоретическое и эмпирическое подтверждение.

Гришоп и Арнквист впервые представили доказательства полоспецифической реверсии доминирования для признака приспособленности. Используя панель генетических линий жука-зерновки, которую Гришоп изучал на протяжении своей докторской диссертации, и анализируя скрещивания между этими линиями, они смогли определить, какие линии несут генетическую изменчивость, доминантную по отношению к другим. Более того, они могли сделать это отдельно для приспособленности самцов и приспособленности самок.

Когда они ранжировали линии по их относительному доминированию друг над другом, оказалось, что линии, склонные быть доминантными в отношении приспособленности самцов, также склонны быть рецессивными в отношении приспособленности самок, и наоборот. Таким образом, была ли генетическая изменчивость по приспособленности в каждой из их линий доминантной или рецессивной по отношению к другим, противоположным образом зависело от того, находилась ли она в самце или самке.

Эта закономерность предполагает, что полоспецифическая реверсия доминирования для приспособленности является сильным и распространённым явлением во всём геноме в исследуемой ими популяции.