Генно-модифицированные альбиносы-жабы показывают скрытые издержки потери пигмента
Альбиносы тростниковых жаб, созданные с помощью технологии редактирования генов, демонстрируют, что альбиносные животные сталкиваются с конкурентными недостатками, выходящими далеко за рамки их уязвимости для хищников. Об этом сообщается в новом исследовании, опубликованном в Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences.
Исследование под руководством аспиранта Университета Маккуори Александра Фанка впервые использовало CRISPR для «нокаута» конкретных генов у тростниковых жаб. Это ставит под сомнение давнее убеждение, что альбиносы редки в основном потому, что хищники легко замечают и убивают их.
Эксперименты команды сравнивали альбиносов и их пигментированных собратьев в контролируемых условиях без хищников, открывая более сложную картину, чем предполагает традиционная эволюционная теория.
Результаты экспериментов:
- Головастики-альбиносы имели меньшую выживаемость и развивались быстрее в условиях конкуренции с не-альбиносами за пищу и пространство.
- Взрослые жабы-альбиносы росли медленнее и имели гораздо больше трудностей с поимкой добычи.
«Это удивило нас — мы ожидали увидеть интенсивную конкуренцию на взрослой стадии, но не ожидали, что она так явно проявится в своем влиянии на выживаемость на стадии головастика», — говорит Фанк.
Команда проверила охотничьи способности, сбрасывая живых термитов в контейнеры при разном освещении. Тесты выявили основную проблему: плохое зрение. Альбиносам требовался гораздо более яркий свет для успешной охоты, и они промахивались чаще, чем их пигментированные собратья.
«Другие исследования показали, что альбиносные животные, как правило, имеют сниженные зрительные способности, так как это состояние связано с плохим стереоскопическим зрением», — говорит Фанк. — «Нам было интересно, как это плохое зрение может повлиять на них, потому что тростниковые жабы — визуальные фуражиры, особенно на взрослой стадии».
Поскольку жабы обычно кормятся ночью, альбиносы в природе будут испытывать трудности в конкуренции за ресурсы на ключевых стадиях развития.
Более широкое значение исследования заключается в демонстрации того, как технология CRISPR может решать фундаментальные вопросы эволюции, создавая особей, отличающихся только одним признаком, таким как пигментация.
«Теперь мы можем применять эту развивающуюся способность манипулировать генетическими особенностями животных, чтобы задавать фундаментальные вопросы в эволюционной биологии», — говорит профессор Рик Шайн, эволюционный биолог из Университета Маккуори, курировавший исследование. — «Убрав всего один ген, мы можем напрямую сравнивать между братьями и сестрами; та же кладка яиц, те же родители — единственная разница в том, что мы отключили ген пигментации».
«Это первое исследование, о котором я знаю, которое рассматривает влияние альбинизма на конкуренцию, а не на восприимчивость к хищникам», — добавляет Фанк.
Соавтор доктор Крис Джолли отмечает: «Поскольку технология редактирования генов становится дешевле и доступнее, эти молекулярные инструменты означают, что мы можем проверять давние теории о естественном отборе и выживании. Подобные подходы могут помочь разрешить другие эволюционные загадки».