Бабочка-рекордсмен: у Polyommatus atlantica обнаружено самое большое число хромосом среди животных
Генетическое исследование подтвердило, что атласная голубянка (Polyommatus atlantica) обладает рекордным числом хромосом среди всех многоклеточных животных — 229 пар.
Для сравнения, у многих её близких родственников, например, у широко распространённой в Великобритании обыкновенной голубянки, всего 24 пары хромосом. Учёные из Института Сэнгера (Wellcome Sanger Institute) и Института эволюционной биологии в Барселоне (IBE: CSIC-UPF) установили, что такое количество возникло не из-за дупликации, а в результате дробления исходных хромосом на протяжении эволюции.
Первое полногеномное исследование этого вида, опубликованное в Current Biology, позволило начать изучение причин такого экстремального кариотипа.
Как хромосомы разбивались на части
Исследование показало, что хромосомы разрывались в участках, где ДНК упакована менее плотно. В результате общее количество генетической информации осталось примерно тем же, но она оказалась распределена по большему числу "упаковок".
Все хромосомы, кроме половых, подверглись фрагментации. Учёные оценивают, что увеличение числа хромосом с 24 до 229 произошло примерно за 3 миллиона лет — относительно короткий срок по эволюционным меркам.
Эволюционные вопросы и значение для медицины
Обычно столь радикальные хромосомные перестройки считаются вредными. Однако атласная голубянка успешно существовала миллионы лет. Угрозу её популяциям сейчас создают не хромосомы, а изменение климата и деятельность человека (вырубка кедровых лесов, перевыпас).
Этот случай ставит важные вопросы:
- Может ли дробление хромосом повышать генетическое разнообразие, облегчая перетасовку участков генома?
- Даёт ли это преимущества для быстрой адаптации?
Кроме того, хромосомные перестройки характерны для раковых клеток человека. Изучение этого процесса у бабочек может привести к новым подходам в онкологических исследованиях и поиску способов подавления подобных изменений.
Цитаты исследователей
Доктор Роджер Вила (Институт эволюционной биологии): «Разрывы хромосом наблюдались и у других бабочек, но не в таком масштабе. Это говорит о важных причинах процесса, которые мы теперь можем исследовать».
Доктор Шарлотта Райт (Институт Сэнгера): «Увидев в деталях, как и где хромосомы атласной голубянки разбивались со временем, мы можем начать изучать преимущества этого, их влияние на адаптацию и возможные уроки для сохранения вида».
Профессор Марк Блакстер (Институт Сэнгера): «Геномы хранят ключ к тому, как возникло существо и куда оно может двигаться в будущем... Понимание этого процесса у атласной голубянки может помочь найти способы ограничить или остановить его в раковых клетках».
Атласная голубянка обитает в горных районах Марокко и северо-восточного Алжира. Созданный в ходе работы эталонный геном этого вида позволит сравнивать его с другими бабочками и мотыльками, углубляя понимание видообразования и эволюции.