Пятна на анальном плавнике самцов хаплохромин изучены

Анальный плавник хаплохромины Astatotilapia burtoni
Анальный плавник хаплохромины Astatotilapia burtoni

Эволюция и возникновение новых признаков с новыми функциями всегда выступает одной из серьезнейших проблем эволюционной биологии. Изучая цветовые отметины цихлид, исследователи из Швейцарии, на днях, показали причины появления этих эволюционных новообразований — мобильных генетических элементов в регуляторной области гена, контролирующего окраску.

Результаты их работы опубликованы в журнале «Nature Communications».

Биологическая эволюция основывается на прогрессивной адаптации с использованием новых признаков, отобранных в ходе естественного и полового отбора. Однако, довольно часто возникают сложные признаки с совершенно новыми функциями, например, крылья насекомых, перья и плацента. Эволюцию таких новообразований сложно объяснить, опираясь на прогрессивную модификацию уже существующих признаков. Более того, в большинстве случаев, неизвестно, какие изменения генома приводят к таким инновациям.

Команда ученых в городе Базель, под руководством профессора Вальтера Зальцбургер (Walter Salzburger) из Департамента зоологии и профессора Маркуса Аффольтера (Markus Affolter) из Биоцентра при университете в Базеле, определила истоки развития и генетики эволюционных новообразований африканских цихлид. Самцы более 1500 видов имеют конспецифичные отметины на анальном плавнике, называемые пятна-икринки. Эти отметины играют важную роль в половом поведении у цихлид, инкубирующих икру во рту. Непосредственно во время нереста, самка забирает икру в рот перед оплодотворением. Затем самец демонстрирует свои икровые пятна самке, которая, в свою очередь, касается ртом его генитального отверстия. Таким обрзом, женская особь забирает молоки, и происходит оплодотворение.

Икровые пятна цихлид
(a) Филогения Восточно-Африканских цихлид. В Восточной Африке наиболее значительной группой цихлид являются хаплохромины. Их характерной особенностью выступают пятна на анальном плавнике самцов. (b) Примеры окрашивания анального плавника хаплохромин. Количество, форма и окраска пятен отличаются. Не хаплохромины и базальный вид хаплохромин P. philander (снизу) не имеют пятен.

Прыгающие гены
Биологи и Базеля продемонстрировал, что отметины на анальном плавнике самцов африканских цихлид связано включением мобильных генетических элементов — «прыгающего гена» в регуляторную часть гена, отвечающего за окраску. Этот мобильный элемент является короткой последовательностью ДНК, способной менять позицию в геноме и влиять на регуляцию экспрессии других генов.

В случае икровых пятен, присутствие «прыгающего гена» усиливает экспрессию гена fhl2b, что ведет к изменению состава пигментных клеток и появлению характерных пятен на анальном плавнике. К такому заключению исследователи пришли после серии экспериментов, в которых сегменты генома цихлид, содержащие мобильные элементы, пересаживались эмбрионам данио рерио. Фактически, у биологов появилась возможность определять местонахождение гена на основе экспрессии специфических групп пигментных клеток. По словам Зальцбургера, эти результаты демонстрируют значимость изменения экспрессии генов на течение эволюции.
——
M. Emília Santos, Ingo Braasch, Nicolas Boileau, Britta S. Meyer, Loïc Sauteur, Astrid Böhne, Heinz-Georg Belting, Markus Affolter, Walter Salzburger. The evolution of cichlid fish egg-spots is linked with a cis-regulatory change. Nature Communications, 2014; 5: 5149


Статья проверена 1 читателем (28.11.2016)


Реакция постоянных читателей:

Заметил ошибку, тык*:

 Orphus

Комментарии Вконтакте:

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *