Эволюционные биологи из Сколтеха обнаружили существование рекомбинации и обмена генетическим материалом у бделлоидных коловраток, микроскопических пресноводных существ. Долгое время считалось, что бделлоидные коловратки полностью отказались от полового размножения несколько десятков миллионов лет назад. Это ставило под сомнение гипотезу, согласно которой половое размножение необходимо для долгосрочного эволюционного успеха группы видов. Но согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature Communications, генами коловратки все-таки обмениваются.
Половое размножение, характеризуемое рекомбинацией и обменом генетической информацией между разными особями одного вида – эволюционно необходимый процесс, помогающий видам приспосабливаться к изменяющимся условиям среды и выживать. Переходы к бесполому размножению у эукариот происходят достаточно часто, но обычно приводят к быстрому вымиранию. На этом основании переход к бесполому размножению обычно рассматривается как “эволюционный тупик”. Однако существуют вероятные исключения из этого правила – группы древних бесполых организмов. Одним из наиболее ярких примеров такой группы на протяжении длительного времени считались бделлоидные коловратки, микроскопические беспозвоночные, предположительно перешедшие к бесполому размножению несколько десятков миллионов лет назад.
Международная группа ученых под руководством профессора Центра наук о жизни Сколтеха Георгия Базыкина и профессора МГУ Алексея Кондрашова на примере бделлоидной коловратки Adineta vaga показала, что процессы рекомбинации и обмена генетическим материалом у коловраток данной группы все-таки присутствуют.
Ученые проанализировали 11 полных геномов коловраток и обнаружили “следы” рекомбинации и обмена генетическим материалом между особями A. vaga.
«Мы показали, что структура внутривидовой изменчивости у A. vaga несовместима с исключительно бесполым размножением и отсутствием рекомбинации. Бделлоидных коловраток долгое время считали “эволюционным скандалом”. Однако наши результаты указывают на то, что, по всей видимости, статус бделлоидных коловраток как древней бесполой группы должен быть пересмотрен. Наши результаты имеют фундаментальное значение для эволюционной биологии, поскольку подчеркивают необходимость рекомбинации для долгосрочного эволюционного успеха видов. Стоит отметить, что, несмотря на то, что некоторые наши данные говорят в пользу существования мейоза у бделлоидных коловраток, механизмы обмена генетическим материалом и рекомбинации у бделлоидных коловраток остаются неясными и представляют большой интерес для последующих исследований», – комментирует первый автор исследования, младший научный сотрудник Сколтеха Ольга Вахрушева.
***
Сколтех – негосударственный международный университет. Созданный в 2011 году в сотрудничестве с Массачусетским технологическим институтом (MIT), Сколтех готовит новое поколение лидеров в области науки, технологий и бизнеса, проводит исследования в прорывных областях и содействует технологическим инновациям с целью решения важнейших проблем, стоящих перед Россией и миром. Сколтех развивает шесть приоритетных направлений: наука о данных и искусственный интеллект, науки о жизни и здоровье, современные методы проектирования и перспективные материалы, энергоэффективность, фотоника и квантовые технологии, перспективные исследования.