Гены заставляют ворон выбирать партнёров, похожих на себя

Вороны предпочитают выбирать партнёров, похожих на себя. В крупном геномном исследовании, опубликованном сегодня в Science, команда учёных под руководством Уппсальского университета обнаружила, что это поведение может быть укоренено в их генетической структуре, что указывает на вероятный общий эволюционный путь, позволяющий разделять популяции на новые виды.

Исследователи использовали в качестве эволюционной модели систему птиц — ворон и врановых рода Corvus. Ключевой особенностью является независимое повторное появление пёстрой окраски у нескольких видов рода, что контрастирует с преобладающим полностью чёрным оперением в этой кладе.

В исследовании учёные сосредоточились на молодом конце эволюционного спектра, изучая генетическую архитектуру расхождения между полностью чёрной серой вороной (Corvus [corone] corone) и серой черноголовой вороной (C. [c.] cornix), которые всё ещё гибридизируются вдоль гибридной зоны, протянувшейся по Европе и Азии.

Гибридные зоны — это естественные эволюционные эксперименты, где можно изучать ранние процессы видообразования. Там, где встречаются чёрная и серая морфы, они образуют хорошо известную гибридную зону, которая удивительно узка (15–150 км) и, за исключением незначительных сдвигов, стабильно сохраняется как минимум 100 лет.

В этом исследовании учёные применили множество подходов: создали каркас генома, провели популяционно-генетический анализ полногеномных данных множества особей, выращивали молодых ворон для измерения экспрессии генов в контролируемых условиях и провели функциональную гистологическую характеристику растущих перьевых фолликулов, чтобы детальнее изучить меланоциты — клетки, в которых создаётся цвет.

В соответствии с гипотезой изоляции, опосредованной окраской, было обнаружено, что экспрессия генов различалась почти исключительно в растущих перьевых фолликулах на стадии, когда цвет откладывается в перья. Гены, участвующие в окраске, были конститутивно экспрессированы выше у чёрных ворон, чем у их серых собратьев.

Сканирование более чем 1 миллиарда пар оснований в геноме выявило очень мало различий между двумя морфами. Только 82 пары оснований были диагностически различны, и 81 из них была сконцентрирована в одной геномной области, кодирующей гены, участвующие в окраске и зрительном восприятии.

Это открытие предполагает захватывающую возможность того, что признак, имеющий значение для выбора партнёра, например окраска, может быть генетически связан с его восприятием, что может быть общим эволюционным путём, позволяющим разделять популяции на новые виды. Такой механизм может быть общим для многих других видов с визуально ориентированным выбором партнёра, — говорит Йохен Вольф, один из ведущих авторов исследования.