Около 66 миллионов лет назад астероид врезался в Землю, положив конец эпохе динозавров. Массовое вымирание, последовавшее за этим событием, открыло экологические ниши для множества других животных, и одними из тех, кто особенно успешно воспользовался этой возможностью, стали муравьи.
Сегодня это самое многочисленное семейство насекомых, включающее более 15 тысяч видов. Новое исследование показало, что одним из факторов их эволюционного успеха могли стать так называемые «прыгающие гены» — подвижные участки ДНК, которые способны перемещаться по геному.
Исследование возглавил доктор Лукас Шрадер из Института эволюции и биоразнообразия Мюнстерского университета в Германии. «Прыгающие гены», или транспозоны, представляют собой фрагменты ДНК, которые могут копировать себя и встраиваться в новые участки генома. Долгое время ученые считали их скорее «геномными паразитами»: подобно вирусам, они размножаются без явной пользы для организма, а в некоторых случаях их активность даже связана с развитием заболеваний. Однако в последние годы появились данные о том, что такие подвижные элементы могут служить материалом для полезных эволюционных изменений.
Сравнив геномы различных групп муравьев, исследователи обнаружили закономерность: чем больше «прыгающих генов» имела та или иная эволюционная линия, тем больше видов она в итоге произвела. Еще более показательным оказалось время этих генетических всплесков. У нескольких крупных групп муравьев ученые зафиксировали отдельные волны повышенной активности транспозонов в начале палеогена — то есть в те десятки миллионов лет, которые последовали за падением астероида. Вскоре после этих всплесков указанные группы начали стремительно увеличивать свое видовое разнообразие, дав начало тысячам современных видов.
«Удар астероида вызвал серьезные изменения в окружающей среде. Теперь мы обнаружили геномный механизм, который связывает эти экологические потрясения с последующим бурным видообразованием муравьев: это мобильные генетические элементы», — объясняет Лукас Шрадер. Он подчеркивает, что аналогичная закономерность — всплеск активности «прыгающих генов» перед появлением новых видов — ранее была замечена и у других животных, в том числе у приматов и летучих мышей.
Кроме того, выяснилось, что транспозоны могли повлиять на химическое «общение» муравьев. Ученые обнаружили связь между активностью прыгающих генов и увеличением семейств генов, отвечающих за обонятельные рецепторы — именно с их помощью муравьи различают запахи, распознают сородичей по колонии и координируют совместные действия, формирующие их сложную социальную жизнь. Судя по всему, транспозоны способствовали расширению именно этой сенсорной системы, сделав муравьев еще более чувствительными к химическим сигналам друг друга.
Таким образом, последовательности ДНК, которые ранее считались бесполезным генетическим «мусором», сыграли важную роль в образовании одной из самых успешных групп насекомых на планете.
Фото: hi-tech.mail.ru