Самооплодотворяющиеся черви теряют тысячи активных генов в процессе размножения

Новое исследование Университета Мэриленда показало, что черви, размножающиеся без партнера, не только утратили способность к спариванию в ходе эволюции, но и потеряли тысячи генов как следствие этого.

В статье, опубликованной 12 ноября в журнале Current Biology, сообщается, что изученные самооплодотворяющиеся нематоды (круглые черви) имеют лишь около двух третей активных генов по сравнению со своими предками, которые размножались исключительно через спаривание самцов и самок.

«Наше исследование подтверждает, что когда самки переходят от спаривания с самцами к оплодотворению собственных яйцеклеток, количество генов, используемых этим видом, сокращается», — говорит руководитель исследования Эрик Хааг.

Сокращённая версия генома

Команда изучила геномы двух распространённых видов круглых червей: Caenorhabditis elegans и родственного C. briggsae. За несколько миллионов лет эти черви эволюционировали от раздельнополых животных к видам, где самка стала гермафродитом, производящим собственную сперму для оплодотворения своих яйцеклеток. У этих видов самцы встречаются крайне редко, и для размножения спаривание не требуется.

Сравнив полные наборы активных генов (транскриптомы) у самцов и гермафродитов C. elegans и C. briggsae с таковыми у трёх родственных видов, всё ещё размножающихся исключительно через спаривание, учёные обнаружили, что «C. elegans и C. briggsae похожи на сокращённую версию генома нематод».

Они сохранили наиболее критически важные гены предков, но потеряли тысячи других. Особенно высока вероятность потери генов, активных только у самцов или только у самок и, вероятно, связанных с полом и размножением.

Потерянное не вернуть

Хааг отмечает, что хотя гермафродитный образ жизни пока хорошо служит C. elegans и C. briggsae, их самодостаточное половое поведение может привести их к вымиранию.

«Гены, связанные с полом, особенно склонны исчезать. Как только ген, связанный с полом, теряется, он, вероятно, остаётся потерянным», — говорит Хааг. Со временем это ещё больше снижает вероятность спаривания, и с каждым циклом геном становится меньше. Но если вариативность снова станет важной, и они попытаются вернуться к спариванию, они не смогут делать это эффективно.

Исследование также показывает, что геном организма может сильно измениться, не влияя на его повседневное выживание. «Это исследование — одно из многих, показывающих, что многие из этих "гаек и болтов" в конечном итоге не являются необходимыми».