Древние гены — ключ к выживанию дельфинов

Согласно новому исследованию под руководством Университета Сент-Эндрюс, древние гены, существовавшие ещё до последнего ледникового периода, могут быть ключом к выживанию, по крайней мере, для дельфинов.

Гены возрастом до 2,3 миллиона лет помогли афалине адаптироваться к новым местообитаниям через изменения в поведении и могут быть секретом её выживания и расширения ареала. Исследование опубликовано в Science Advances.

Понимание процессов, позволяющих видам расширять ареалы и адаптироваться к условиям вновь доступных местообитаний (например, прибрежных зон после окончания последнего ледникового периода) — фундаментальный вопрос в биологии.

Международное исследование с участием Университета Монпелье, Гронингенского университета, Норвежского университета естественных и технических наук, Копенгагенского университета и Университета Ла-Рошели, а также учёных из Шотландии, Ирландии, США и Швейцарии, изучило этот вопрос на примере высокосоциальных и долгоживущих обыкновенных афалин. Этот вид неоднократно адаптировался от пелагического (обитающего в открытом океане) к жизни в прибрежных водах.

Ключевую роль в их способности адаптироваться к меняющейся среде на протяжении поколений играют гены, связанные с когнитивными способностями и пищевым поведением. Это указывает на то, что социальность афалин помогла им адаптироваться и выжить.

«Старые гены были важными факторами способности афалин неоднократно адаптироваться к прибрежным водам по всему миру. Более того, несколько генов, участвующих в этой повторяющейся адаптации к прибрежным местообитаниям, связаны с когнитивными способностями и питанием, что предполагает роль социального поведения в облегчении адаптации афалин к новым условиям. Сохранение старых генов может быть критически важным для способности любого вида справляться с нынешними быстрыми глобальными изменениями», — отметила доктор Мари Луи, приглашённый исследователь в группе профессора Оскара Гаджиотти в Школе биологии Университета Сент-Эндрюс.

Методология и ключевые выводы:

• Учёные повторно секвенировали и проанализировали полные геномы 57 прибрежных и пелагических дельфинов из трёх регионов: восточной и западной части Северной Атлантики и восточной части Северной Тихого океана.
• Было установлено, что пелагические и прибрежные экотипы из Атлантики и Тихого океана эволюционировали независимо, в то время как атлантические экотипы частично родственны.
• Сканирование геномов выявило, что некоторые геномные регионы находились под влиянием отбора во всех трёх географически удалённых прибрежных популяциях и, вероятно, участвовали в адаптации к прибрежным местообитаниям.
• Ещё более поразительным оказался факт, что эти геномные регионы, подвергшиеся параллельной адаптации и присутствующие с низкой или средней частотой в пелагических популяциях, были очень древними.

Это говорит о том, что эти старые гены неоднократно «переупаковывались» при формировании прибрежных популяций, когда открывались новые прибрежные местообитания, например, в конце последнего ледникового периода.

Исследование «Selection on ancestral genetic variation fuels repeated ecotype formation in bottlenose dolphins» опубликовано в Science Advances.