Геномы мух показывают естественный отбор и возвращение в Африку

Когда предки современных людей десятки тысяч лет назад покинули Африку, вместе с ними отправились плодовые мушки Drosophila melanogaster. Сейчас эти мушки, широко используемые в генетических исследованиях, возвращаются в Африку и образуют новые популяции рядом с мухами, которые никогда не покидали континент. Это открывает новые возможности для изучения сил, формирующих генетическое разнообразие.

Это один из выводов двух новых статей, опубликованных в этом месяце исследователями из Калифорнийского университета в Дэвисе и их коллегами. В работах описаны геномы почти 200 линий этих крошечных мух.

Работа выявила убедительные доказательства повсеместного естественного отбора во всем геноме D. melanogaster, заявил Чарльз Лэнгли, профессор генетики. Это резко контрастирует с известными данными о геноме человека, который демонстрирует сравнительно мало свидетельств адаптации за последние 100 000 лет.

Общая цель исследования — лучше понять силы, формирующие генетическую изменчивость. Генетики, изучающие человека, работают над секвенированием тысячи человеческих геномов для решения той же задачи. Знания, полученные при изучении генетики мух, помогают и будут помогать в этом.

«Большая часть теории и статистических методов в генетике человека изначально была мотивирована исследованиями мух, потому что с ними проще и быстрее работать. Модельные организмы, подобные этим, играют критическую роль в разработке инструментов и идей».

Результаты исследований

• Первая статья, опубликованная 1 октября в журнале Genetics, описывает геномы 37 линий дрозофил, собранных в Роли (Северная Каролина, США), и шести линий из страны к югу от Сахары — Малави.
• Вторая статья, которая будет опубликована в Public Library of Science Genetics и уже доступна онлайн как препринт, описывает геномы 139 линий мух, охватывающих 22 африканские и одну европейскую популяцию.

Возвращение в Африку

Drosophila melanogaster, как и люди, возникла в Африке, и именно там наблюдается наибольшее генетическое разнообразие — так же, как и у людей. Считается, что мухи появились в Европе около 50 000 лет назад вместе с современными людьми. По пути и люди, и мухи прошли через генетические «бутылочные горлышки», которые снизили разнообразие в популяции. За поколения разные линии мух эволюционировали в довольно специализированные ниши — например, пристрастие к колонизации пивоварен.

Однако африканские геномы мух показывают, что всего за последние несколько десятилетий мухи, похожие на европейских или американских, образовали популяции обратно в Африке, часто в новых условиях, таких как городская и промышленная застройка. Например, там, где современные пивоварни и бутилированное пиво вытеснили традиционное африканское пивоварение, за ними последовали «европеизированные» пивоваренные мухи.

Распространение этих «европейских» генов происходит быстрее, чем если бы оно происходило случайным образом.

«Возможно, урбанизация и развитие благоприятствуют более "европейским" мухам», — предполагает Лэнгли.