Генетические основы окраски оперения у белых трясогузок Евразии

Новое исследование Университета Колорадо в Боулдере, опубликованное в Nature Communications, показывает, что даже относительно простые признаки оперения у птиц могут наследоваться сложным образом.

Учёные изучили гибридную зону двух подвидов белой трясогузки (Motacilla alba), широко распространённой по всей Евразии, чтобы понять связь между геномами и фенотипическими признаками, а также их роль в репродуктивной изоляции подвидов.

Ключевой признак

Исследование выявило, что репродуктивная изоляция между подвидами alba и personata связана в основном с одним признаком — окраской оперения головы и шеи. Генетическая архитектура этого признака оказалась довольно простой и контролируется небольшим количеством генов с большим эффектом.

Сложный механизм наследования

Однако способ наследования этих признаков не соответствует общепринятым моделям. Вместо этого было обнаружено:

• Частичное доминирование — доминантная форма гена не полностью маскирует эффект рецессивной части.
• Эпистаз — когда один ген модифицирует фенотипическое проявление другого гена.

Именно эпистаз и частичное доминирование между двумя небольшими геномными регионами, как полагают учёные, могут объяснять наблюдаемую асимметричную интрогрессию (неравномерное проникновение генов одного подвида в генофонд другого).

Методология и значение

Для анализа генетической архитектуры признака исследователи использовали метод, ранее применявшийся к славкам и зябликам. Они проанализировали полные геномы 82 птиц, 62 из которых были из гибридной зоны в Сибири.

Как отметил ведущий автор исследования Георгий Семёнов, такие чёткие случаи, когда интересующий признак генетически чётко отделён от остального генома, встречаются нечасто. Старший автор работы Скотт Тейлор добавил, что теперь, когда генетическая основа смещённого признака известна, можно понять, как возникает подобная картина, наблюдаемая и в других биологических системах.

Это открытие важно не только для понимания эволюции окраски у белых трясогузок, но и для более широкого изучения механизмов формирования окраски у животных в целом.