Эволюция нового половой хромосомы за 30 лет экспериментального скрещивания

Исследование, опубликованное 3 декабря 2018 года в журнале Nature Communications, подводит итоги 30-летнего эксперимента по эволюции механизмов определения пола у рыб-меченосцев. Работу провела лаборатория профессора Акселя Майера (Университет Констанца) под руководством эволюционного биолога доктора Паоло Франкини в сотрудничестве с лабораторией профессора Манфреда Шартля (Университет Вюрцбурга).

Разнообразие систем определения пола

У рыб системы определения пола гораздо разнообразнее, чем у млекопитающих с их стереотипным XX/XY механизмом. Причины и механизмы этой изменчивости оставались неизвестными.

Долгосрочный эксперимент

Профессор Манфред Шартль инициировал эксперимент три десятилетия назад. Он включал гибридизацию и возвратное скрещивание двух видов рыб рода Xiphophorus с разными системами половых хромосом:

• Самку Xiphophorus maculatus неоднократно скрещивали с самцом Xiphophorus hellerii.
• Полученных гибридных рыб снова скрещивали с самцами исходного вида.
• Эта схема повторялась более чем для 100 поколений в течение 30 лет.

Ключевое открытие

Исследователи обнаружили, что в результате интрогрессии (переноса генетического материала от одного вида к другому) и отбора по признакам пигментации в гибридном геноме сохранился неожиданно большой участок, унаследованный от материнского вида.

Важнейший результат: Полово-определяющий регион с X-хромосомы одного родителя переместился на аутосому (неполовую хромосому) гибридной рыбы. Это привело к эволюции совершенно новой половой хромосомы.

Значение работы

Как отмечает Паоло Франкини, работа демонстрирует сложность факторов, формирующих наблюдаемые паттерны в гибридных геномах, включая такие фундаментальные аспекты, как определение пола. Эксперимент доказывает, что гибридизация может катализировать быструю эволюцию новой половой хромосомы.