Ученые раскрыли секреты выживания рыб, полностью отказавшихся от секса
Необычные тропические рыбки-ривулусы, размножающиеся путем "непорочного зачатия" уже несколько миллионов лет, пока не стали жертвами болезней и паразитов благодаря необычному механизму, который защищает их от вырождения, говорится в статье, опубликованной в журнале Genome.
"Мы обнаружили, что некоторые участки ДНК этих рыб были неожиданно пестрыми с генетической точки зрения, что было неожиданностью для нас, учитывая их способ размножения. Это открыло своеобразный ящик Пандоры и заставило нас задуматься о том, как такое могло произойти", - рассказывает Луана Линс (Luana Lins) из университета штата Вашингтон в Пулмане (США).
Некоторые живые существа, к примеру, ящерицы, куры или многие насекомые, способны к партеногенезу - самооплодотворению, при котором две яйцеклетки сливаются друг с другом, образуя зародыш, или же клетка спонтанно начинает развитие, несмотря на "половинчатый" набор хромосом. Для млекопитающих такой способ размножения совершенно не характерен, и нет ни одного вида животных, который бы был способен к этому даже в теории.
Сам факт существования подобных существ, размножающихся путем "непорочного зачатия", является загадкой для эволюционистов. Отказываясь от секса и обмена генами с сородичами, такие животные становятся уязвимыми для паразитов, которые, в соответствии с гипотезой Красной королевы, в таком случае развиваются быстрее, чем их жертвы.
Поэтому, как считали ученые, такие "бесполые" виды животных должны существовать лишь недолгое время, однако практика показывает, что многие из них существуют уже десятки миллионов лет. Линс и ее коллеги раскрыли секреты выживания одного из самых необычных их представителей, тропической рыбки-ривулуса (Kryptolebias marmoratus), расшифровав ее ДНК и наблюдая за процессом ее размножения.
Эти обитатели вод Амазонии, как объясняют ученые, пока еще не полностью потеряли способности к половому размножению. Подавляющее большинство этих рыбок является гермафродитами, однако крайне редко среди них появляются самцы, способные только оплодотворять, но не производить икру.
Анализируя ДНК этих рыбок, Линс и ее коллеги ожидали увидеть, что обе половинки ее ДНК составлены из примерно одних и тех же генов, которые были унаследованы от одного общего предка, который перешел от секса к "непорочному зачатию". В реальности это оказалось не так - несмотря на высокий уровень совпадений, многие регионы ее генома, особенно те, которые касались работы иммунной системы, были сложены из очень разных наборов генов.
Такие различия в структуре генов, как считают генетики, помогают этим рыбкам приспосабливаться к новым паразитам и изменениям в условиях жизни, что может объяснять, почему они до сих пор не вымерли.
Что еще интереснее, подобные аномалии, как отмечают ученые, не могут возникнуть в результате ускоренного накопления мутаций в геноме - в таком случае они были бы расположены случайно, а не сконцентрированы в определенных участках ДНК. Пытаясь понять, как именно они возникают, биологи изучили результаты наблюдений за размножением ривулусов, которые проводили другие ученые.
Они показали, что "авторами" всех этих необычных генов могут быть немногочисленные самцы - рыбки-гермафродиты предпочитают скрещиваться с ними, а не оплодотворять свою собственную икру, и в таких случаях они оставляют больше потомства, особенно если его отец происходит из другой группы ривулусов. Эту теорию Линс и ее коллеги проверят в ближайшее время, сравнив структуру ДНК "клонов" одной матери и представителей другой популяции рыб.
