Naučnici su u sekvencama više od 1.300 genoma ciklida iz jezera Malawi otkrili pet velikih hromozomskih inverzija koje funkcionišu kao „supergeni“ i smanjuju rekombinaciju. Te inverzije, uz introgresiju, objašnjavaju brzu adaptaciju i pojavu stotina vrsta – posebno kod onih prilagođenih većim dubinama, gde su pojačano izraženi geni za vid, dodir i vaskularne prilagodbe.
Otkriveni „supergeni“ koji ubrzavaju evoluciju ciklida iz jezera Malawi
‘Supergenes’ Turbo-Charge EvolutionKATERYNA KON/SCIENCE PHOTO LIBRARY - Getty Images
Naučnici su u genomima ciklida iz jezera Malawi otkrili velike hromozomske inverzije koje deluju kao takozvani „supergeni“ — strukture koje smanjuju rekombinaciju i omogućavaju bržu, efikasniju adaptaciju.
Brza evolucija i adaptivna radiacija
Ciklidi iz jezera Malawi predstavljaju jedan od najspektakularnijih primera adaptivne radiacije: od zajedničkog pretka razvilo se više od 800 vrsta u relativno kratkom evolutivnom periodu. Dok rekombinacija stvara nove kombinacije gena i nove alele, ona takođe može razbiti već dobro prilagođene kombinacije. Velike hromozomske inverzije zaobilaze taj problem tako što zadržavaju korisne grupe gena zajedno.
Šta je istraživanje pokazalo
Hannes Svardal i saradnici su sekvencionirali preko 1.300 genoma ciklida iz jezera Malawi i identifikovali su pet velikih inverzija koje se pojavljuju u više vrsta. Pored toga, pronađeni su dokazi o introgresiji — ponovnom unošenju i mešanju gena kroz ukrštanje između linija — što dodatno obogaćuje genetski materijal dostupan za adaptaciju.
"Pokazujemo da pet velikih inverzija segregira preko i unutar mnogih vrsta i grupa u radiaciji jezera Malawi. Smanjivanjem rekombinacije, velike hromozomske inverzije mogu učiniti da pogođeni regionski delovi genoma prikazuju evolutivne istorije koje se dosledno razlikuju od ostatka genoma." — tim istraživača, studija objavljena u Science.
Funkcionalne posledice inverzija
Analize su pokazale da su vrste koje su se prilagodile većim dubinama razvile senzorne i fiziološke promene povezane sa tim staništima. Inverzije su povezane sa pojačanom ekspresijom gena važnih za vid i dodir (nervni sistemi) kao i za vaskularne i respiratorne funkcije koje pomažu pri većem pritisku i nižem nivou kiseonika. Takođe je moguće da postoje i manje ili ređe inverzije koje doprinose adaptaciji, ali su te varijante teže uočljive.
Širi značaj
Ovo otkriće objašnjava kako kombinacija hromozomskih inverzija i introgresije može da stvori «supstrat» za bogatu evolutivnu dinamiku i brzo nastajanje novih vrsta. Primer ciklida Malavija naglašava kako genomske strukture mogu usmeravati evoluciju i oblikovati biološku raznolikost.
Napomena o uzorcima: Kao referentni genom korišćen je Astatotilapia calliptera (poznata i kao eastern happy), vrsta koja je bliska prapostanku malavijskih ciklida i čije boje krljušti često privlače pažnju istraživača i posetilaca jezera.
Pomozite nam da budemo bolji.
