Промисскуитет в палеозое: учёные раскрывают ключи к эволюции позвоночных
Исследователи из Окинавского института науки и технологий (OIST) и их международные коллеги использовали анализ хромосом современных животных, чтобы реконструировать ранние события эволюции позвоночных. Исследование, опубликованное в Nature Ecology and Evolution, показывает, что челюстноротые позвоночные возникли в результате гибридизации двух видов примитивных рыб.
"Удивительно, что, хотя эти события произошли почти полмиллиарда лет назад, мы можем выяснить их, изучая ДНК сегодня", — сказал профессор Дэниел Роксар, руководитель исследования.
Чтение историй в наших генах
Учёные сравнили хромосомы ланцетника (амфиоксуса) с хромосомами других животных, включая моллюсков, млекопитающих, птиц, лягушек, рыб и миног. Они пришли к выводу, что хромосомы амфиоксуса напоминают хромосомы давно вымерших ранних предков позвоночных, и подтвердили существование 17 древних хромосомных единиц.
"Реконструкция предковых хромосом стала ключом, позволившим нам разгадать несколько загадок ранней эволюции позвоночных", — отметил профессор Роксар.
Удвоение и исчезновение
Используя 17 пар предковых хромосом в качестве "якоря", исследователи пришли к выводу, что произошло два отдельных случая удвоения генома.
Первое удвоение характерно для всех ныне живущих позвоночных — как челюстноротых (люди, птицы, рыбы, лягушки), так и бесчелюстных (миноги). Учёные предполагают, что это древнейшее удвоение произошло около пятисот миллионов лет назад, примерно в то же время, когда появляются самые ранние окаменелости позвоночных.
Второе удвоение характерно только для челюстноротых позвоночных. После этого удвоения потеря генов происходила неравномерно между двумя наборами хромосомных копий.
"Такой неравномерной потери генов — отличительная черта удвоения генома, следующего за гибридизацией двух видов", — пояснил профессор Роксар.
Обычно гибридное потомство двух разных видов бесплодно. Но в редких случаях геном гибрида удваивается, восстанавливая хромосомное спаривание. Новое исследование неожиданно показало, что такое гибридно-удвоение произошло у наших древних предков.
"Более 450 миллионов лет назад два разных вида рыб скрестились и в процессе породили новый гибридный вид с вдвое большим числом хромосом", — сказал профессор Роксар. — "И этот новый вид стал предком всех ныне живущих челюстноротых животных — включая нас!"