Исследование генетики эволюции нелетающих птиц

Новое исследование геномов более десятка нелетающих птиц показало, что разные виды независимо приходили к потере способности к полёту через изменения одних и тех же регуляторных путей развития, а не через мутации в белковых генах.

Ключевые выводы

• Конвергентная эволюция: Разные группы птиц (страусы, эму, киви, казуары, вымершие моа) независимо утратили способность к полёту, но приобрели сходный план строения тела: редуцированные передние конечности (крылья) и отсутствие киля на грудине для крепления летательных мышц.
• Генетический механизм: Анализ геномов показал, что, хотя белковые гены сильно различаются и отвечают за адаптации в питании, оперении и среде обитания, регуляторные области генома (не кодирующие белки) менялись сходным образом у всех изученных нелетающих видов.
• Ограниченные эволюционные пути: Изменение масштабов тела (уменьшение передних конечностей при сохранении функциональных задних) — сложная задача. Эволюция многократно «нацеливалась» на одни и те же регуляторные пути раннего развития конечностей, так как способов добиться такого изменения немного.
• Экспериментальное подтверждение: Учёные пометили определённые регуляторные области генов, которые, как предполагалось, изменили функцию у нелетающих птиц, маркерным геном зелёного флуоресцентного белка. В этих видах ген-маркер «выключался», что подтвердило потерю усилительной функции данных регуляторных элементов.

Значение исследования

Работа демонстрирует силу междисциплинарного подхода, объединившего вычислительную биологию, статистическую генетику, морфологию и эволюционную биологию для решения фундаментального вопроса о повторяющихся паттернах в эволюции.

Источник: Исследование опубликовано в журнале Science.