Эволюция в действии: учёные измерили скорость изменения геномов
Учёные из Института биологии развития Общества Макса Планка (Тюбинген, Германия) и Университета Индианы (Блумингтон, США) впервые напрямую измерили скорость возникновения новых мутаций у растений на примере резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana).
Ключевой эксперимент
Исследователи проследили все генетические изменения в пяти линиях Arabidopsis thaliana на протяжении 30 поколений и сравнили геном конечного поколения с геномом исходного предка.
Результаты
- За несколько лет в каждой из пяти линий мутировало около 20 пар оснований ДНК.
- Вероятность изменения любого "буквенного" основания генома за одно поколение составляет примерно 1 к 140 миллионам.
- Каждый проросток имеет в среднем одну новую мутацию в каждой из двух копий генома, унаследованных от родителей.
Значение открытий
- "Текучесть" генома: В популяции из 60 миллионов растений Arabidopsis каждая "буква" генома изменяется в среднем один раз. Для организма, производящего тысячи семян за поколение, это не такое уж большое число.
- Неравномерность мутаций: Из шести возможных типов замен оснований один тип ответственен за половину всех обнаруженных мутаций.
- Пересмотр сроков эволюции: Новые данные указывают, что разделение Arabidopsis thaliana и её ближайшего родственника Arabidopsis lyrata произошло около 20 миллионов лет назад, а не 5, как считалось ранее.
- Объяснение устойчивости к гербицидам: В большой популяции сорняков с высокой вероятностью найдутся особи с мутацией, помогающей противостоять гербициду, особенно если он воздействует на функцию отдельного гена.
- Перспективы для селекции: В достаточно больших популяциях должны присутствовать все возможные мутации, что теоретически позволяет селекционерам найти любую простую мутацию для повышения урожайности или засухоустойчивости.
Экстраполяция на человека
По словам учёных, изменения в человеческом геноме происходят как минимум так же быстро. Это означает, что у каждого человека есть примерно 60 новых мутаций, которых не было у его родителей. При населении Земли более 6 миллиардов человек каждая "буква" человеческого генома в среднем изменена у десятков людей.
Как отмечает Майкл Линч, это подчёркивает, что "всё, что генетически возможно, проверяется за очень короткий период", — эволюция работает не только в масштабах тысяч или миллионов лет.