Паук с островов сократил свой геном вдвое, нарушая эволюционные ожидания
За несколько миллионов лет паук Dysdera tilosensis — эндемик Канарских островов — сократил размер своего генома вдвое в процессе колонизации и адаптации к среде обитания. Этот геном не только меньше, но и более компактен, а также содержит больше генетического разнообразия, чем у родственных континентальных пауков.
Открытие, опубликованное в журнале Molecular Biology and Evolution, впервые показывает, как вид животных сократил свой геном почти наполовину в ходе колонизации океанических островов. Это противоречит традиционному эволюционному взгляду, согласно которому у островных видов геномы обычно крупнее и содержат больше повторяющихся элементов.
Меньший геном у островного вида: эволюционный парадокс?
Пауки рода Dysdera сильно диверсифицировались на Канарских островах. Исследователи проанализировали геномы двух близких видов:
- Dysdera catalonica (континентальный вид): геном размером 3.3 миллиарда пар оснований (3.3 Gb), гаплоидное число хромосом — 4 аутосомы + X-половая хромосома.
- Dysdera tilosensis (эндемик острова Гран-Канария): геном размером 1.7 Gb, гаплоидное число хромосом — 6 аутосом + X-хромосома.
Несмотря на меньший размер генома, островной вид демонстрирует большее генетическое разнообразие.
Как объяснить сокращение генома?
Филогенетический анализ показывает, что общий предок имел большой геном (~3 Gb). Резкое сокращение произошло во время или после заселения островов. Это парадоксально по двум причинам:
- Резкое сокращение генома за относительно короткое время — редкое явление, особенно по сравнению с более частым увеличением размера (например, у полиплоидных растений).
- Результаты противоречат теориям, согласно которым на островах "эффект основателя" и ослабление отбора должны приводить к увеличению генома и накоплению повторяющихся элементов.
В данном случае наблюдается обратное: у островного вида геном меньше, компактнее и с большим разнообразием. Это указывает на неадаптивные механизмы: популяции на островах долгое время оставались относительно многочисленными и стабильными, что поддерживало сильное давление очищающего отбора, удаляющего ненужную ДНК.
Ключ к эволюционной загадке
Исследование поддерживает гипотезу, согласно которой размер генома у этих видов зависит в первую очередь от баланса между накоплением и удалением повторяющейся ДНК (например, транспозонов), а не является результатом прямой адаптации.