Новые данные о геномике видообразования

Новое исследование под руководством биолога Джеффри Федера из Университета Нотр-Дам может привести к важному сдвигу в понимании геномики видообразования.

Статья "Широко распространенная геномная дивергенция в ходе симпатрического видообразования" опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Преобладающее предположение в научном сообществе заключалось в том, что на ранних стадиях видообразования с потоком генов геномы формирующихся видов должны различаться лишь в нескольких областях сильной дифференциации ("геномных островах видообразования"), в то время как большая часть генома остается относительно однородной. Эта концепция доминировала в эволюционной генетике.

В новой работе Федер и его коллеги представили экспериментальные и геномные данные, показывающие, что видообразование у яблонной мухи-пестрокрылки (Rhagoletis pomonella) связано с геномно-широкой дифференциацией, вызванной естественным отбором, а не изолированными "островами".

"Наш результат противоречит текущим представлениям. Вместо изолированных 'геномных островов' генетической дивергенции мы обнаружили 'континенты' дивергенции, охватывающие большие участки генома", — отметил Федер.

Он указывает, что предыдущие исследования часто не имели экспериментальных данных и могли не обнаруживать области генома, находящиеся под более слабым давлением отбора, что и сформировало "островную" картину.

Rhagoletis pomonella изначально питалась плодами боярышника. Однако около 150 лет назад часть популяции перешла на питание яблоками. Адаптируясь к новому растению-хозяину, яблонные мухи становятся генетически отличными и репродуктивно изолированными от мух боярышника, представляя собой "хозяин-расы" на ранней стадии видообразования. Это дало исследователям уникальную возможность для прямого экспериментального сравнения гипотез "островов" и "континентов".

"Подобные комплексные данные, особенно экспериментальные результаты, отсутствовали во множестве геномных исследований, поддержавших 'островную' гипотезу. Без экспериментальных данных о реакции на отбор эти исследования могут быть смещены в сторону выявления лишь изолированных локусов", — пояснил Федер.

Исследователи полагают, что по мере развития методов массового генотипирования подобные вопросы будут доминировать в зарождающейся области популяционной геномики и видообразования.