Впервые доказано: некоторые виды животных могут успешно выживать без полового размножения
Международная группа учёных впервые продемонстрировала, что бесполое размножение может быть успешным в долгосрочной перспективе. Объектом исследования стал панцирный клещ Oppiella nova. До сих пор выживание вида животных в течение геологически длительного периода без полового размножения считалось маловероятным, если не невозможным.
Зоологи и эволюционные биологи из университетов Кёльна, Гёттингена, Лозанны (Швейцария) и Монпелье (Франция) впервые обнаружили так называемый эффект Мезельсона у животных — у древнего бесполого вида клещей O. nova. Этот эффект описывает характерный след в геноме организма, указывающий на исключительно бесполое размножение. Результаты опубликованы в PNAS.
- Эволюционная загадка: Большинство животных размножаются половым путём, что обеспечивает генетическое разнообразие потомства за счёт смешения двух разных наборов хромосом от родителей. У видов с двумя наборами хромосом (диплоидных) половой процесс постоянно «перемешивает» эти копии генома внутри особи, поддерживая их сходство.
- Эффект Мезельсона: У видов, размножающихся бесполым путём (клонированием), отсутствует такое «перемешивание». В результате две копии генома внутри одной особи накапливают мутации независимо друг от друга и со временем становятся всё более различными. Обнаружение этих различий и есть эффект Мезельсона.
«Это может звучать просто. Но на практике эффект Мезельсона до сих пор не был окончательно доказан у животных», — пояснила профессор Таня Швандер из Университета Лозанны.
Существование древних бесполых видов, таких как O. nova, — сложная загадка для эволюционных биологов, поскольку бесполое размножение кажется крайне невыгодным в долгосрочной перспективе. Такие виды, состоящие исключительно из самок, называют «древними бесполыми скандалами».
Доказательство через геном: Подтвердить, что эти виды действительно и очень долго размножаются исключительно бесполым путём, сложно. «Мог бы существовать, например, какой-то "скрытый" половой обмен», — отмечает первый автор исследования д-р Александр Брандт. Однако чисто бесполое размножение оставляет в геноме характерный след — эффект Мезельсона.
Ход исследования:
- Учёные собрали в Германии популяции Oppiella nova и близкородственного, но размножающегося половым путём вида Oppiella subpectinata.
- Провели секвенирование и анализ их генетической информации. Это была «сизифова работа», по словам д-ра Йенса Баста из Кёльнского университета, поскольку клещи размером 0,2 мм сложны для идентификации, а для анализа данных потребовались специально разработанные компьютерные программы.
- В исследовании участвовали специалисты по таксономии, биоинформатике и почвенной экологии.
Результат: Усилия увенчались успехом — эффект Мезельсона был доказан. «Наши результаты ясно показывают, что O. nova размножается исключительно бесполым путём», — заключил д-р Йенс Баст.
Выводы исследования показывают, что выживание вида без полового размножения — явление редкое, но не невозможное. Следующая задача команды — выяснить, что делает этих панцирных клещей такими особенными.