Как потеря генов сделала карликового морского конька мастером маскировки

Карликовые морские коньки — удивительные существа. Эти крошечные морские позвоночные, размером часто не более двух сантиметров, являются мастерами камуфляжа, способными соответствовать текстуре и цвету кораллов, в которых они живут. У некоторых видов даже есть крошечные бугорки на коже, имитирующие полипы горгониевых кораллов.

Чтобы выяснить, как они эволюционировали для такой эффективной маскировки, команда китайских и немецких ученых составила детальную карту всего генетического кода (генома) карликового морского конька и сравнила его с геномами других морских коньков и родственных рыб.

Потерянные гены

Исследователи обнаружили, что карликовые морские коньки потеряли 438 полных генов, присутствующих у других морских коньков, и 635 генов с мутациями, делающими их нефункциональными. Также они утратили множество важных генетических «переключателей» рядом с генами, контролирующими рост и развитие.

В статье, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences, ученые утверждают, что эти генетические потери ответственны за отличительные черты карликовых коньков.

«Наше исследование показывает, что необычайная адаптация карликового морского конька является результатом обширной потери генов и регуляторных элементов, тесно связанной с его симбиотическим образом жизни».

Один из примеров — ген hoxa2b, участвующий в развитии черепа и лица, который оказался нефункциональным. Ученые полагают, что это, вероятно, затормозило рост головы, придав коньку миниатюрную, похожую на коралловый бугорок морду.

Исследование также показало, что у карликовых морских коньков значительно слабее иммунная система, чем у других рыб. У них отсутствуют гены MHC (главного комплекса гистосовместимости), которые производят белки для борьбы с патогенами. Ученые предполагают, что это не проблема, потому что их кораллы-хозяева производят антимикробные соединения, защищающие и кораллы, и конька.

Ослабленная иммунная система может быть ответственна и за другую уникальную черту — беременность у самцов. Развитие эмбрионов внутри тела могло бы вызвать иммунную атаку, но потеря некоторых генов, возможно, стала адаптацией, позволившей самцам вынашивать потомство.