Увеличенные плавники помогают тибетским сомам адаптироваться к высокогорью

Подъем Тибетского плато создал в Евразии крупные горы и реки, что значительно изменило геоморфологию и климат. Поскольку рыбы в значительной степени ограничены речными системами, они с большей вероятностью подвержены влиянию этих изменений, чем другие организмы.

Группа сомов, обитающих на Тибетском плато в условиях быстрого течения, развила сильно увеличенные грудные плавники с большим количеством лучей, формируя адгезивный аппарат. Однако оставалось неясным, какая генетическая основа лежит в основе этих адаптаций.

Исследование под руководством профессора Хэ Шуньпина из Института гидробиологии Китайской академии наук показало, что тибетские сомы эволюционировали быстрее, чтобы лучше адаптироваться к экстремальным условиям Тибетского плато. Исследование опубликовано в Science China Life Sciences.

Ученые впервые создали геном Glyptosternum maculatum (G. maculatum) на уровне хромосом, который значительно лучше более ранних версий.

Сравнительный анализ всего генома показал, что скорость эволюции G. maculatum значительно выше, чем у других рыб низкогорья. Это говорит о том, что линия G. maculatum ускорила эволюцию белков для лучшей адаптации к суровым условиям плато.

Дальнейшие функциональные анализы включали нокаут гена Hoxd12a у рыбок данио. Была обнаружена потенциальная роль этого гена в формировании увеличенных плавников у тибетских сомов: у рыбок данио hoxd12a-/- грудные плавники были короче.

Функциональные анализы гена TRNA 5-methylaminomethyl-2-thiouridylate methyltransferase (TRMU) показали, что аллель G. maculatum производит больше митохондриального аденозинтрифосфата (ATP), чем предковый аллель, обнаруженный у рыб низкогорья. Кроме того, функциональные анализы аллелей гена-супрессора опухоли фон Хиппеля-Линдау (VHL) показали, что аллель G. maculatum обладает более низкой транскрипционной активностью, чем аллели форм низкогорья.

Это исследование представляет собой первый пример изучения фенотипической адаптации к Тибетскому плато путем интеграции геномных и функциональных данных у рыб.