Эволюция плана тела оказалась сложнее, чем считалось
Исследование под руководством учёных из Университета Питтсбурга (Department of Biological Sciences) поставило под сомнение ключевую роль генов Hox в эволюционных изменениях расположения частей тела.
Гены Hox критически важны для формирования различий в повторяющихся частях тела, таких как позвонки, конечности или пальцы, у большинства видов животных, включая человека. С момента их открытия учёные полагали, что именно модификации генов Hox были основным способом изменения плана строения тела животных в ходе эволюции.
В статье "Changes throughout a genetic network masks the contribution of Hox gene evolution", опубликованной в Current Biology 27 июня, описываются эксперименты, которые выявили эволюционные изменения в гене Hox, но показали, что несколько других генов эволюционировали вместе с ним, чтобы создать разницу в пигментации плана тела плодовой мушки.
Эксперимент выявил эволюционные модификации в гене Hox Abd-B, которые привели к резкой потере экспрессии пигмента на теле плодовой мушки Drosophila santomea (D. santomea). Этот же ген необходим для экспрессии пигментации тела у её родственного вида, Drosophila yakuba (D. yakuba), поэтому изменения в нём ожидаемо должны были вызвать потерю пигментации у D. santomea.
Однако, когда исследователи восстановили ген Abd-B от D. yakuba у D. santomea, это не восстановило и не увеличило количество пигментации. Учёные объясняют этот результат эволюцией четырёх других генов в сети пигментации D. santomea, три из которых изменились таким образом, что предотвращают реакцию на ген Hox Abd-B.
"Гены Hox, безусловно, являются очень важными регуляторами развития животных, формирующими план тела и демонстрирующими признаки изменений у самых разных существ с отличающимися планами строения. Эта работа показывает, насколько сложным может быть процесс эволюции этих различий. Для формирования таких фенотипов требуется совместная работа множества генов", — отметил Марк Ребейз, доцент кафедры эволюционной биологии развития и ведущий автор статьи.