Разгадана генетическая тайна размеров клюва у вьюрков

Генетик Бриджетт фонХольдт, известная своими работами с собаками и волками, взялась за загадку, над которой биолог Том Смит бился более 20 лет. Он изучал чернобрюхих астрильдов (Pyrenestes ostrinus) в Камеруне и в своей лаборатории в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (UCLA).

Менделевская закономерность в природе

Смит и его коллеги установили, что размер клюва у этих вьюрков наследуется по простой менделевской схеме. Большой клюв — доминантный признак. Два родителя с маленьким клювом дают только потомство с маленьким клювом. Если же хотя бы один родитель имеет большой клюв, в потомстве наблюдается соотношение больших и маленьких клювов 3:1, как предсказывал Грегор Мендель.

"Такого почти никогда не бывает! — говорит фонХольдт. — Признаки, особенно важные для выживания в дикой природе, редко демонстрируют такое чёткое наследование".

Ген-кандидат: IGF-1

Используя полногеномный анализ и многолетние экологические данные Смита, учёные обнаружили участок ДНК длиной 300 000 пар оснований, который всегда различался у птиц с большим и маленьким клювом. В центре этого участка хромосомы находился ген IGF-1 — фактор роста, хорошо знакомый фонХольдт по генетике собак.

"У собак этот ген, буквально и фигурально, — гигантский. Несколько генетических изменений в нём могут превратить собаку нормального размера в карликовую", — пояснила фонХольдт.

Исследователи предполагают, что изменения в экспрессии этого гена приводят к увеличению клюва у вьюрков.

Размер клюва и "мега-морфа"

Ранее Смит установил, что размер клюва влияет на диету (поедание крупных или мелких семян), но не на выбор партнёра. При этом у больших и маленьких клювов изменяется только клюв, а размер тела остаётся одинаковым.

Однако Смит также обнаружил третью форму — "мега"-морфу с ещё более крупным клювом и увеличенным общим размером тела. Генетический анализ показал, что "мега"-морфа отличается от двух других: она несёт две копии "большого" аллеля, как и птицы с большим клювом, но также имеет дополнительные хромосомные изменения, что, вероятно, является результатом дополнительного эволюционного шага.