Изобилие полезных мутаций

Несмотря на свою важность, генетическая архитектура адаптивных процессов остается в значительной степени неразрешенной. Команде исследователей из Венского университета ветеринарной медицины (Vetmeduni Vienna), экспериментировавшей с плодовыми мушками, удалось решить по крайней мере часть этой загадки. Они смогли показать, что многие гены могут способствовать адаптации, даже если фактически используются лишь некоторые из них (генетическая избыточность).

Лабораторная модель: генетическая адаптация к разным температурам

Чтобы пролить свет на эту область эволюционной биологии, исследовательская группа использовала метод экспериментальной эволюции. Целью эксперимента было изучение адаптивных процессов у плодовых мушек (Drosophila simulans) в строго контролируемых лабораторных условиях. Ученые подвергали мушек воздействию высокой температуры (до 28°C) на протяжении 60 поколений и отслеживали генетические изменения с помощью современных методов секвенирования.

В отличие от предыдущих исследований, авторы смогли продемонстрировать, что в адаптации задействовано множество генов. Неожиданным результатом стало то, что разные комбинации генов приводили к сходным адаптациям в разных экспериментальных популяциях. Первый автор Нэда Барги отмечает: «Плодовые мушки обладают большим количеством путей для адаптации к новым условиям окружающей среды, чем фактически используют». Эксперты называют это наблюдение «генетической избыточностью».

Необходимость модификации будущих стратегий тестирования

Это исследование представляет собой не только веху в теоретической эволюционной биологии, но и оказывает конкретное влияние на исследования, направленные на выявление адаптивных процессов в природных популяциях. «Обычно параллельные сигнатуры отбора, то есть сигнатуры отбора, обнаруженные в нескольких популяциях, считаются особенно надежными», — поясняет Кристиан Шлёттерер из Института популяционной генетики. — «Однако наше исследование показывает, что эту процедуру необходимо тщательно пересмотреть, чтобы получить полную картину адаптивных процессов».