ДНК-ускорители: мутации супергенов позволяют видам адаптироваться быстрее

Супергены: как мутации помогают видам эволюционировать с невероятной скоростью

Вопрос о том, как на Земле возникло такое огромное разнообразие жизни, давно волнует биологов. Международная группа исследователей обнаружила особый генетический механизм — "суперген”, который помогает объяснить, как новые виды могут появляться и эволюционировать с поразительной скоростью.

Изучив ДНК более 1300 цихлид из озера Малави в Восточной Африке, ученые выяснили, что крупные "перевернутые” участки ДНК, известные как хромосомные инверсии, действуют как эволюционные ускорители.

Цихлиды озера Малави: пример быстрой эволюции

Особенно ярко процесс быстрой эволюции проявляется в водах озера Малави, где более 800 видов цихлид произошли от одного предкового вида всего за несколько миллионов лет — мгновение по сравнению с эволюционным расхождением между человеком и шимпанзе.

Эти рыбы демонстрируют удивительное разнообразие форм и поведения: одни являются крупными хищниками, другие питаются водорослями, просеивают песок или ловят планктон. Каждый вид занял свою экологическую нишу в пределах одного озера.

Секрет в структуре генома: хромосомные инверсии

Новое исследование, проведенное учеными из Кембриджского университета и Университета Антверпена, показало, что секрет такой быстрой эволюции кроется в структуре генома цихлид.

Оказалось, что у некоторых видов значительные участки ДНК на пяти разных хромосомах перевернуты. Это тип мутации, при котором фрагмент ДНК разворачивается на 180 градусов. На первый взгляд, это простое изменение, но оно имеет серьезные последствия для эволюции.

Интересные факты об эволюции:

• Эволюция — это процесс изменения наследственных характеристик биологических популяций в течение поколений.
• Основным механизмом эволюции является естественный отбор.
• Виды могут эволюционировать с разной скоростью, в зависимости от факторов окружающей среды и генетических особенностей.

Супергены: сохранение полезных адаптаций

В обычных условиях при размножении животных их ДНК подвергается рекомбинации — процессу, который смешивает генетический материал обоих родителей. Однако внутри хромосомной инверсии это смешивание блокируется.

В результате комбинации генов внутри инверсии передаются как единый блок из поколения в поколение. Это сохраняет кластеры генов, иногда называемые "супергенами”, которые работают вместе, поддерживая полезные адаптации без разрушения при рекомбинации.