Ученые из Пенсильванского университета (США) показали, что видовое многообразие костистых рыб не объясняется дупликацией генов, как принято считать. Помогло в этом изучение снимков остатков рыб, живших на нашей планете 100-250 миллионов лет назад. Статья ученых опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, кратко о результатах исследования сообщает сайт журнала Science.

Костистые рыбыВсего существует около 30 тысяч видов костистых рыб  — это больше, чем число видов млекопитающих, рептилий и земноводных, вместе взятых. Традиционное объяснение этого феномена основывается на том, что у общего предка костистых рыб происходили активные процессы дупликации генов, то есть хромосомные перестройки, при которых участок хромосомы оказывается удвоенным. Этот фактор стал своего рода «городской легендой» среди биологов, гипотезой, некритически принимаемой за доказанную. Так принято объяснять видовое разнообразие, в частности у костистых рыб в сравнении с их ближайшими родственными классами.

Сейчас же, изучая ископаемых рыб, ученые пришли к выводу, что видовое многообразие начало проявляться около 150 миллионов лет назад, а до этого момента, наоборот, существовало большое разнообразие видов костных ганоид, близкого класса костистых рыб, которых сейчас насчитывается всего несколько видов. В итоге, биологи показали, что неправомерно говорить о корреляции процессов дупликации и многообразия видов.

Источник: Научная Россия

Американские исследователи выявили ген, который заставляет комаров пить кровь из людей. Открытие подскажет, как переключить этих кровососов с человека на прочих животных.

Об этом говорится в статье специалистов из Калифорнийского университета, опубликованной в журнале PLOS Genetics.

Как известно, малярия разносится несколькими видами комаров. Одни из них, такие как Anopheles gambiae, сосут кровь почти исключительно из людей, другие же кусают как человека, так и домашний скот. Авторы статьи решили выяснить, влияют ли на выбор жертвы генетические различия комаров.

Ученые работали в Танзании с видом An. arabiensis, одним из основных переносчиков малярии в Восточной Африке. Из предыдущих исследований известно, что если в доме присутствует хотя бы одна корова, то комары этого вида кусают людей в 2 раза реже. Ученые поймали 25 комаров, которые сели на домашний скот, и 23 - на человека, и сравнили их геном по 4 миллионам однонуклеотидных позиций (SNP).

Выяснилось, что за вкусовые предпочтения комара отвечают гены, расположенные в зоне хромосомной инверсии, известной как 3Ra (инверсией называется поворот участка хромосомы на 180 градусов).Скорее всего, это гены, в которых закодированы белки Obp5 и Or65, задействованные у комаров в процесс восприятия запахов.

По словам ученых, в перспективе открытие поможет вывести новый тип комаров, которые бы атаковали исключительно животных. Это позволит решить проблему малярии, не уничтожая популяцию ее переносчиков, что было бы чревато негативными экологическими последствиями. Напомним, ранее другие исследователи предложили снабдить малярийных комаров особым геном, который приведет их к вымиранию.

Источник: infox.ru

Согласно мнению большинства современных (и не очень) ученых, жизнь зародилась и первое время развивалась в водной среде. Лишь впоследствии разные группы организмов – от бактерий до растений, моллюсков и позвоночных – стали осваивать сушу. О том, насколько сложным был этот переход, можно судить уже по тому, что первые достоверные следы наземных организмов встречаются нам лишь спустя несколько миллиардов лет после появления жизни.

Эволюционное деревоМало кто знает, но все наземные организмы произошли от небольшого числа видов древних животных, успешно освоивших сушу. О том, как именно им это удалось, рассказали недавно исследования эволюции митохондрий, предпринятые несколькими немецкими учеными.

 В основе обмена веществ лежит энергия, а в организме большую часть энергии вырабатывают митохондрии. 13 митохондриальных генов кодируют белки, которые используются в процессе метаболизма. Результатом работы митохондрий является образование АТФ – своеобразных энергетических консервов, используемых живой клеткой. Немецкие исследователи предположили, что при адаптации организмов к наземному образу жизни в генах митохондрий должны были происходить определенные изменения, направленные на повышение общей метаболической эффективности клетки.

 Искать следы этих изменений решено было у моллюсков, поскольку многие семейства именно этой группы животных осваивали сушу независимо. Благодаря этому есть возможность найти схожие генетические адаптации в разных эволюционных линиях. Нужно сказать, что подавляющее большинство прежних исследований приспособленности организмов к наземной жизни проводились на позвоночных. Однако беспозвоночные гораздо многочисленнее и разнообразнее – именно они составляют 95% всего разнообразия царства животных.

 Исследователи сравнивали митохондриальный геном моллюсков из клады Euthyneura – наиболее широко распространенных брюхоногих, обитающих в море, на литорали, в пресной воде и на суше. В ходе своей работы ведущий автор исследования Педро Ромеро (Pedro Eduardo Romero) из Исследовательского центра климата и биоразнообразия Зенкенберга и его коллеги установили, что у разных групп моллюсков, независимо освоивших сушу, изменению подверглись одни и те же митохондриальные гены – cob и nad5. Это свидетельствует о том, что на разные группы организмов влияли схожие силы отбора. Оба гена влияют на регуляцию выработки энергии, что согласуется с предположением, согласно которому переход к наземному образу жизни привел к увеличению затрат энергии.

 Митохондриальные белки крайне важны для организма и поэтому их структура и функции слабо различаются даже у неблизкородственных организмов. А это значит, что можно сравнить аминокислотные последовательности моллюсков с такими же последовательностями у дельфинов, летучих мышей, людей и крыс. В ходе такого сравнения было установлено, что следы отбора присутствуют в тех же аминокислотных позициях и у позвоночных.

 Таким образом, одна и та же адаптация к изменению энергетических потребностей может встречаться не только у позвоночных, но и у моллюсков. Одни и те же белки, а иногда и одни и те же аминокислотные последовательности подвергаются отбору при резком изменении энергетических потребностей, например у китов, при их переходе к морскому образу жизни, у летучих мышей, во время освоения ими полета, у грызунов, переходящих от жизни на поверхности к жизни под землей.

 Похоже, отмечают исследователи, что в резко изменяющихся условиях животные из разных групп получают очень схожие приспособления на уровне молекулярного аппарата, так как именно эти изменения являются ключевыми для удовлетворения возросших энергетических потребностей.

 Проведенная работа является всего лишь отправной точкой – в дальнейшем немецкие ученые намерены провести сравнение групп организмов, освоивших сушу, используя не только митохондриальный геном, но и полученные современными способами секвенирования полные геномы организмов. Все это должно помочь определить и другие молекулярные адаптации, позволившие нашим предкам освоить сушу.

Источник: PaleoNews

Генетические исследования, проведенные в Медицинском центре Чикагского университета, показали, что HOX-гены, отвечающие за формирование конечностей, отвечают у рыб за формирование плавников. Подробности исследования опубликованы в журнале Nature.

КонечностиУченые под руководством Нила Шубина (Neil Shubin) использовали новейшие методы генной инженерии и сложные карты зачатков для того, чтобы проследить развитие клеток, формирующих плавники у рыб. Результат оказался совершенно неожиданным. Как выразился Нил Шубин, «у меня колени подогнулись, когда я в первый раз увидел результаты».

Дело в том, что ученые были убеждены в отсутствии связей между плавниками и пальцами у четвероногих, так как они сформированы из совершенно различных тканей. Между тем, как выяснилось, те же клетки, которые создают у рыб плавниковые лучи, формируют пальцы передних и нижних конечностей у животных.

Для того, чтобы прийти к этому выводу, генетики проводили долгие эксперименты над лучеперыми рыбами данио-рерио. Предыдущие исследования показали, что, если у мышей удаляли HOX-гены, то их конечности развивались хуже. Теперь в лаборатории Нила Шубина были выведены рыбы-мутанты, у которых были удалены некоторые гены. Дальше, с помощью тончайшего компьютерного сканирования было установлено, что плавниковые лучи у таких мутантов исчезали, а вот зато у основания плавников начинали развиваться хрящики, формировавшие маленькие косточки.

Возможно, нечто в этом роде происходило при выходе живых существ из моря на сушу, когда для жизни на земле им уже нужны были не плавники, а конечности с пальцами. Будущие исследования сосредоточатся на поисках тех ископаемых существ, которые смогут подробнее продемонстрировать, как конкретно происходил этот переход. Одна такая лопастоперая рыба тиктаалик уже была найдена на севере Канады экспедицией, в которой как раз участвовал Нил Шубин. У тиктаалика все признаки рыбы, но есть и сходство с четвероногими. 

Источник: Научная Россия