Ген окраски мышей мутировал девять раз: новые данные об эволюции
Для оленьих мышей, живущих в Небрасских песчаных холмах, окраска буквально может быть вопросом жизни и смерти.
Когда они впервые колонизировали этот регион, тёмношёрстные мыши резко выделялись на фоне светлой песчаной почвы, становясь лёгкой добычей хищников. Однако за последующие 8000 лет мыши эволюционировали, развив новую систему камуфляжа — более светлую шерсть, изменения в полосе на хвосте и в распределении пигмента по телу, — что позволило им слиться с новой средой обитания.
Исследователи из Гарварда используют этот пример, чтобы ответить на фундаментальный вопрос об эволюции: является ли она процессом, отмеченным большими скачками (единичными мутациями, вызывающими резкие изменения), или результатом множества мелких изменений, накапливающихся со временем?
Как описано в статье от 15 марта в журнале Science, команда исследователей под руководством профессора Хопи Хукстры показала, что изменения в окраске шерсти мышей стали результатом не одной мутации, а по меньшей мере девяти отдельных мутаций в пределах одного гена.
Ключевые выводы:
- Изменения в окраске шерсти мышей вызваны девятью отдельными мутациями в одном гене — agouti.
- Этот ген отвечает за пигментацию у многих животных (например, у всех домашних чёрных кошек есть делеция в этом гене).
- Каждая из девяти мутаций связана с уникальным изменением в окраске, и все они делают мышь светлее и лучше замаскированной.
- Все мутации произошли за относительно короткий эволюционный срок — около 8000 лет.
- Анализ ДНК природных популяций показал, что каждая из этих мутаций несёт сигнал положительного отбора, то есть является полезной.
Значение исследования:
Результаты демонстрируют, как кумулятивный эффект естественного отбора, действующего на множество мелких генетических изменений, может производить быстрые и драматические перемены. Это помогает понять, как формируется точное соответствие организмов их среде обитания.
Исследование также подчёркивает важность глубокого изучения вопроса. Хотя сначала казалось, что за адаптацию отвечает один ген (большой шаг), более пристальный взгляд показал, что даже внутри этого единого локуса эволюция шла множеством малых шагов, постепенно «настраивая» признак.
Планы на будущее:
Учёные надеются определить последовательность, в которой происходили мутации. Это позволит реконструировать, как именно менялись мыши с течением времени, и совершить своего рода «путешествие в прошлое» для изучения эволюционного пути.