могат

За да доминират в нова екологична ниша, организмите обикновено се нуждаят от допълнителна адаптация, но понякога това може да бъде минимално. Резултатите от нова статия, публикувана в Наука казват, че дублирането на един ген е помогнало на бодливите риби (Gasterosteidae) за овладяване на прясна вода.

Животът на рибите в сладка и солена вода се различава в много отношения. В същото време първоначално има морски видове риби, които успешно колонизират сладководни тела. Въпреки предимствата на завземането на нова екологична ниша, други видове не могат.

Добър пример е бодливата риба и особено Gasterosteus aculeatus, бодлива триигла, открита в открития океан и сладководните води. Вашите близки роднини, G. nipponicus от Японско море и G. wheatlandi, те живеят само в морска вода. И сега, Асано Ишикава от Националния институт по генетика и колегите му решиха да разберат какво стои в основата на тази разлика.

DHA и нейният генетичен произход

Една от характеристиките на морските хранителни вериги е изобилието от докозахексаенова киселина (DHA), което се отнася до омега-три киселините, които играят важна роля в развитието на организмите. Хранителните вериги на сладководните тела обаче нямат това вещество.

Изследователите предполагат, че липсата на DHA може да бъде критична за японските тръни за завладяване на реки. Те се опитаха да ги хранят с сладководни храни без DHA и установиха, че при равни други условия японските бодливи риби страдат от такива храни много по-зле от своите космополитни роднини.

Оказа се, че тази разлика има генетичен произход. По принцип бодливите дървета могат самостоятелно да синтезират нужната им киселина, но генът Fads2, който кодира ключовия ензим за биосинтеза, е представен при сладководни и морски обитатели със средно различен брой копия.

И при трите вида риби този ген е върху половата Х хромозома, но при трииглите изследователите откриват допълнителни копия върху хромозома 12. Анализът на трииглени риби от цял ​​свят показва, че те са придобили едно допълнително копие на Fads2 на хромозома 12 преди около 800 000 години, много преди основното развитие на сладководните води. Колонизацията е настъпила няколко пъти независимо и вероятно всеки път, когато се е случило дълго дублиране, това е помогнало в това.

Генетични трикове

Изследователите също така установиха, че при много видове случаят не е просто дублиране и като цяло сладководните риби имат номер на копие Fads2, който е по-висок в сравнение с техните морски роднини. Възможно е транспозоните, които се намират около гена Fads2 в хромозома 12, да помогнат на рибите да увеличат броя си. Тези мобилни елементи могат да бъдат премествани и копирани в генома, като хващат близките ДНК сегменти с тях.

Авторите на статията предполагат, че „силата“ на Fads2 върху X хромозомата не е достатъчна, за да може японските морски свинчета да оцелеят при диета с ниско съдържание на DHA. За да тестват това на практика, те генетично модифицираха японските риби, дублирайки този ген. Рибите оцеляват по-добре при сладководна диета и натрупват повече DHA в телата си, отколкото контролните риби, които вместо Fads2 вкарват гена GFP.

Наскоро говорихме за трудна адаптация, която уж позволява на пойните птици да се превърнат в най-многобройния подряд и да уловят много екологични ниши на всички континенти. В тях е открита допълнителна хромозома, която живее само в зародишните клетки.

Виктор Роман
Тази новина първоначално беше публикувана през N + 1, наука, която добавя.