Эгоистичный ген превращает мышей в мигрантов

Домовые мыши, несущие определённый эгоистичный суперген, переходят из одной популяции в другую значительно чаще своих сородичей. Это открытие учёных из Цюрихского университета впервые показывает, что ген такого типа может влиять на миграционное поведение животных. Оно может помочь в борьбе с инвазивными нашествиями мышей.

Как работает суперген t-гаплотипа

Обычно гены сотрудничают, чтобы организм рос и процветал. Но некоторые гены преследуют иную цель: они стремятся распространиться сами, устраняя другие гены. Один из таких эгоистичных супергенов называется t-гаплотип. Это комплекс различных наследуемых генов, естественным образом встречающийся у домовых мышей.

"Когда дело доходит до наследственности, этот суперген получает несправедливое преимущество перед другими генами", — объясняет Ян-Никлас Рунге, первый автор исследования.

Любой ген в норме имеет 50% шанс быть переданным потомству. Однако сперматозоиды, несущие суперген, отравляют сперматозоиды-конкуренты от того же самца, чтобы увеличить свою вероятность оплодотворения до 90%. Подобные механизмы встречаются и у других организмов, например, у плодовых мушек и кукурузы.

Влияние на миграционное поведение

Исследователи провели долгосрочное исследование, чтобы выяснить, как этот суперген влияет на миграционное поведение домовых мышей. Они тщательно фиксировали перемещения в четырёх группах свободноживущих диких мышей в амбаре под Цюрихом.

С помощью генетических анализов, радиопередатчиков и регулярных пересчётов учёные показали, что носители t-гаплотипа с большей вероятностью переходили между группами или полностью покидали амбар. Вероятность такой миграции была почти на 50% выше, чем у обычных животных. Исследование фокусировалось на молодых особях, представляющих типичную возрастную группу для миграции домовых мышей.

Причины и последствия миграции

Учёные полагают, что суперген таким образом манипулирует поведением мышей, чтобы обеспечить своё дальнейшее распространение. Кроме того, эта миграция, вероятно, также гарантирует, что t-гаплотип сохраняется в генофонде мышей: если суперген получает превосходство в популяции, это может привести к его собственному уничтожению. Например, мыши, получившие две копии супергена (от отца и матери), становятся нежизнеспособными.

Кроме того, сперматозоидам с супергеном трудно конкурировать с нормальными, если самка спаривается с несколькими самцами в течение одного овариального цикла.

"Это означает, что большие популяции с высокой конкуренцией за готовых к спариванию самок и популяции с высоким процентом носителей t-гаплотипа довольно плохи для супергена", — объясняет Рунге. — "Вероятно, поэтому носители супергена эмигрируют и присоединяются к популяциям, где у них больше шансов на размножение".

Эта догадка подтверждается результатами исследования: чем больше популяция, тем более выраженным было миграционное поведение. Это также объясняет, почему, несмотря на все недостатки, супергену удалось сохраниться в генетическом материале мышей на протяжении примерно двух миллионов лет.

Практическое применение

Биологи из других исследовательских групп уже планируют использовать этот суперген для контроля над инвазивными домовыми мышами. Если эти животные бесконтрольно размножаются там, где они не являются аборигенными, они могут вывести из равновесия всю экосистему.

Исследователи хотят манипулировать генетическим материалом этих мышей, чтобы сделать их бесплодными. Идея в том, что суперген поможет этой модификации как можно быстрее распространиться внутри популяции.

"Наши выводы очень важны в этом контексте и могут помочь разработать безопасный и надёжный метод борьбы с подобными инвазиями", — говорит Рунге.