Ученые обнаружили, что 'перевернутые' участки ДНК могут значительно ускорить адаптацию и эволюцию рыб, предлагая понимание того, как возникают и диверсифицируются новые виды. Это понимание может революционизировать наш подход к сохранению и наше понимание разнообразия жизни.
Центральный вопрос в биологии заключается в том, как возникают новые виды и как появилось невероятное разнообразие жизни на Земле. Исследования цихлид из озера Малави в Восточной Африке дают ценные подсказки. В этом единственном озере более 800 различных видов эволюционировали от общего предка за относительно короткое время по сравнению с эволюцией людей и шимпанзе.
Исследователи из Кембриджского и Антверпенского университетов исследовали быструю эволюцию этих цихлид. Их выводы, опубликованные в журнале Science, были сосредоточены на ДНК более 1300 цихлид. Они обнаружили, что у некоторых видов большие участки ДНК на пяти хромосомах перевернуты, тип мутации, называемый хромосомной инверсией. Этот процесс действует как эволюционный 'ускоритель'.
Во время нормального размножения ДНК перетасовывается посредством рекомбинации, смешивая генетический материал от обоих родителей. Однако хромосомные инверсии блокируют это смешивание в пределах инвертированной области. Это означает, что комбинации генов внутри инверсии передаются нетронутыми из поколения в поколение. Это сохраняет полезные адаптации и ускоряет эволюцию.
Эти сохраненные наборы генов часто называют 'супергенами'. У цихлид Малави супергены играют несколько важных ролей. Хотя разные виды цихлид все еще могут скрещиваться, инверсии помогают им оставаться отдельными, предотвращая слишком сильное смешивание их генов. Гены внутри этих супергенов часто контролируют признаки, имеющие решающее значение для выживания и размножения, такие как зрение, слух и поведение.
Инверсии также часто действуют как половые хромосомы, влияя на то, станет ли рыба самцом или самкой. Это открытие открывает новые пути для понимания того, как работает эволюция. Хромосомные инверсии не уникальны для цихлид; они также встречаются у многих других животных, включая людей. Они все чаще признаются ключевым фактором в эволюции и биоразнообразии.
Это исследование дает более глубокое понимание того, как жизнь на Земле становится такой богатой и разнообразной. Понимая, как эти супергены развиваются и распространяются, ученые приближаются к ответу на один из самых больших вопросов в науке. Эти знания могут быть применены к природоохранным усилиям, помогая защитить биоразнообразие и понять, как виды адаптируются к изменяющимся условиям окружающей среды.