Группы малярийных комаров неожиданно смешиваются, выяснило новое исследование
Новое исследование учёных из Калифорнийского университета в Дэвисе и Мали показало, что многие предположения, лежащие в основе современных представлений о генетике двух ключевых подгрупп малярийных комаров, ошибочны.
В течение последнего десятилетия учёные по всему миру интенсивно изучали две формы африканского малярийного комара Anopheles gambiae. Считалось, что комары двух подгрупп — известных как формы M и S — редко спариваются за пределами своих групп, и в этом году их признали отдельными видами.
Однако новое исследование показывает, что, хотя подгруппы M и S выработали различные генетические профили, между ними по-прежнему происходит значительный обмен генами из-за скрещивания. Результаты опубликованы 19 ноября в онлайн-версии журнала Proceedings of the National Academy of Sciences.
Формирование точной картины потока генов в результате спариваний внутри и между этими двумя группами комаров может оказаться ключевым для предотвращения распространения малярии. Это смертельное заболевание, передаваемое комарами, ежегодно убивает более 660 000 человек во всём мире, в основном в Африке.
В этом исследовании ведущие авторы Грегори Ланзаро и Йосук Ли, медицинские энтомологи из Школы ветеринарной медицины Калифорнийского университета в Дэвисе, и их коллеги показали, что гибридизация, или спаривание, между группами M и S была гораздо выше, чем предполагалось ранее.
«Крайне важно, чтобы мы понимали движение генов между этими двумя формами африканского малярийного комара», — заявил Ланзаро.
Он и Ли отметили, что исследователям необходимо знать, передаются ли гены таких признаков, как устойчивость к инсектицидам, между двумя подгруппами малярийных комаров. Эта информация также важна, потому что некоторые из наиболее многообещающих методов борьбы с малярией связаны с переносом генов из генетически модифицированных комаров в природные популяции.
Исследователи добавили, что результаты также значимы для эволюционных биологов, подтверждая, что малярийный комар является хорошей моделью для изучения потока генов между группами, а также того, как виды эволюционируют.
Новые результаты показывают, что частота гибридных или помесных особей в популяции колеблется от 5% до 97%, по сравнению с предыдущими оценками менее 1%. Хотя гибриды M и S, полученные в лаборатории, во всех отношениях нормальны, новое исследование демонстрирует, что в природе это не так: гибриды распространены, но менее приспособлены, чем другие комары.
Исследование включало данные, собранные за 21 год в одной деревне в Мали. Данные, представляющие примерно 250 поколений комаров, показали, что брачное поведение было временно нестабильным. Например, в один год частота скрещивания между двумя группами подскочила с обычных 0% до 12%.
Анализ распределения генетических вариаций M и S в трёх областях генома показал, что сильный генетический отбор предотвращал передачу двух из трёх областей от одной группы к другой. Однако одна область генома успешно преодолела репродуктивный барьер от подгруппы S к подгруппе M. Предположительно, эта область содержала ген или гены, полезные для комаров формы M.