Паразитические нематоды, наносящие наибольший ущерб сельскому хозяйству, отказались от полового размножения

Нематоды (круглые черви), вызывающие самые разрушительные потери урожая в мире, отказались от полового размножения и полагаются на свои крупные, дублированные геномы для процветания в новых условиях. Об этом сообщает группа под руководством Этьена Г. Ж. Даншена из Французского национального института сельскохозяйственных исследований (INRA) в исследовании, опубликованном 8 июня 2017 года в PLOS Genetics.

Хотя большинство животных (более 99%) считают половой образ жизни лучшим путем для эволюционного успеха, некоторые виды галловых нематод могут размножаться только бесполым путем. Вместо эволюционного тупика эти растительные вредители имеют более широкий географический ареал и могут заражать большее количество культур, чем половые виды.

Чтобы выяснить причины их успеха, исследователи секвенировали и собрали геномы трёх наиболее вредоносных галловых нематод и сравнили их с геномом полового родственника. Бесполые геномы оказались крупными, с многочисленными дублированными регионами, возникшими в результате прошлых событий гибридизации, когда по крайней мере два отдельных генома недавно объединились.

Дальнейший анализ показал, что многие копии генов эволюционировали, приобретя разные последовательности и функции. Помимо этих копий генов, геномы бесполых нематод богаты транспозонами — подвижными генетическими элементами, способными перемещаться и размножаться в геноме. Эти элементы могут обеспечивать геномную пластичность и иметь функциональные последствия.

Исследователи предполагают, что необычная гибридная структура генома бесполых нематод помогла им успешно адаптироваться к широкому спектру условий, даже в отсутствие полового размножения.

Эти выводы бросают вызов преобладающей идее о том, что половые виды всегда превосходят своих бесполых родственников, и могут иметь более широкие последствия для нашего понимания причин эволюции пола. Работа также подтверждает существующую идею о том, что гибридизация является эволюционным феноменом, способным порождать новых паразитов и инфекционные организмы.

Для селекционеров растений лучшее понимание этих экономически значимых паразитов может помочь в выведении сортов, устойчивых к атакам нематод и снижающих потери урожая.

Ключевой вывод: Успех наиболее разрушительных сельскохозяйственных паразитов-нематод, отказавшихся от пола, может объясняться их гибридным происхождением, которое объединило несколько адаптированных геномов в одном виде, создав генетический «резервуар» для адаптации.