Ученые обнаружили гигантский геном насекомого

Самый большой геном среди насекомых, в семь раз превышающий размер человеческого генома, был недавно обнаружен у кузнечика. В исследовании, опубликованном в PLOS ONE, ученые из немецкого Института Лейбница по анализу изменений биоразнообразия (LIB) и Чешской академии наук опровергли представление о том, что геномы насекомых сравнительно малы и менее сложны.

Пятнистый пестрый кузнечик (Bryodemella tuberculata) — один из самых заметных кузнечиков Центральной Европы и одновременно один из самых редких, практически вымерших, за исключением нескольких популяций на берегах рек в Альпах. Эти угрожаемые местообитания сформировались за тысячи лет постоянных изменений из-за естественной динамики рек.

«Возможно, эта адаптация к изменчивым условиям окружающей среды способствовала генетическому разнообразию и привела к исключительным размерам генома», — предполагает Оливер Хоуличек, руководитель генетической лаборатории LIB в Гамбурге. «В то же время, сравнивая с людьми, мы видим, что размер генома не обязательно связан со степенью сложности организма».

Это исследование — новейшее в серии публикаций об эволюции размеров геномов насекомых в контексте их эволюционной и биогеографической истории. Ни одна из этих работ не ответила на вопрос, почему среди всех насекомых геномы некоторых видов кузнечиков исключительно велики. Большинство геномов насекомых намного меньше, например, геном плодовой мушки составляет не более одной шестой от человеческого.

Размер геномов значительно варьируется среди разных групп животных, иногда даже внутри групп. Поскольку полный геном должен дублироваться при каждом делении клетки, ученые ищут причины этой изменчивости. Они пытаются понять архитектуру и содержание геномов, но до этого еще далеко. Данные о размерах геномов доступны только для 1345 из более чем миллиона известных видов насекомых. Все самые крупные геномы были обнаружены у кузнечиков и сверчков.

Чтобы лучше понять изменчивость размера генома у кузнечиков и его эволюционную историю, исследователи измерили геномы 50 видов с помощью проточной цитометрии, изучив изменчивость у родственных видов. Самый большой геном они обнаружили у пятнистого пестрого кузнечика (Bryodemella tuberculata), который сменил предыдущего рекордсмена — азиатского пустынного сверчка (Deracantha onos).

Оливер Хоуличек считает, что более детальные анализы генома на основе секвенирования позволят больше узнать об эволюционных механизмах, определяющих размеры геномов. «Я уверен, что изучение этих крайностей также даст нам много информации о функции наших собственных, человеческих геномов».