Африканский земляной волк напоминает гиену, питается термитами, а его хромосомы удивительным образом схожи с кошачьими.
Земляной волк, обитающий в Африке, является настоящей загадкой в мире животных. Он напоминает небольшую гиену, его рацион состоит почти исключительно из термитов, и долгое время он оставался одним из наименее изученных представителей своего семейства. Однако теперь ученые смогли заглянуть в его клетки и обнаружили неожиданное генетическое родство с кошками.
Специалисты из Техасского университета A&M впервые создали детальную карту хромосом земляного волка (Proteles cristatus). Результаты их работы были опубликованы в Journal of Heredity.
Морда гиены, «начинка» кошачья
Ранее о хромосомах земляного волка было известно немного: еще в 1960-х годах ученые определили, что у этого животного 40 хромосом. Теперь же представлена гораздо более полная информация.
Для исследования ученые взяли небольшой образец кожи, вырастили из него клетки и дождались момента их деления. В этот период хромосомы становятся хорошо видимыми под микроскопом. Затем они были окрашены с использованием специального метода: каждая хромосома получила уникальный узор светлых и темных полос, напоминающий биологический штрихкод.
Сравнение с пятнистой гиеной показало почти полное совпадение. У двух видов совпадали размеры, форма и характер полос на большинстве хромосом. Различия были обнаружены лишь в трех парах. Это вполне естественно: земляной волк и пятнистая гиена отделились в процессе эволюции примерно 10,6–11,6 миллионов лет назад. Однако настоящий сюрприз ожидал исследователей дальше.
Когда хромосомы земляного волка сопоставили с набором домашних кошек, выяснилось, что эволюция также не слишком активно меняла их генетическую структуру. У кошки 19 пар хромосом, и 12 из них соответствуют отдельным хромосомам земляного волка почти один к одному. Остальные семь хромосом кошачьих распределены между несколькими хромосомами земляного волка.
Общий предок кошачьих и гиен жил значительно раньше, чем общий предок двух современных представителей семейства гиеновых. То есть, несмотря на миллионы лет независимой эволюции, хромосомная структура у этих животных сохранилась удивительно целостной.
Природа не стала «перепрошивать» хромосомы
Ученые также проверили другие признаки стабильности генома. Один из них — область организации ядрышка (nucleolus organizer region, NOR). Это участок хромосомы с генами, которые участвуют в синтезе белков. У земляного волка, других гиен и кошачьих этот участок оказался расположен в сопоставимом месте.
Подобные результаты были получены и для теломер — защитных участков на концах хромосом. Иногда в процессе эволюции теломерные последовательности могут появляться внутри хромосом, что является следствием предыдущих изменений генома. Однако у исследованного земляного волка таких внутренних теломер не обнаружили.
Данная работа имеет значение еще и потому, что подробные карты хромосом существуют лишь для примерно 1200 из 6000 известных видов млекопитающих. При этом геном земляного волка уже пытались секвенировать ранее, но полученная ДНК оставалась разбитой на 5600 отдельных фрагментов.
Хромосомная карта помогает понять, как правильно собрать эти фрагменты. Кроме того, ученые получили живую линию клеток земляного волка, которую теперь можно использовать для будущих генетических исследований.
Интересно, что кошки в этом исследовании оказались не только неожиданными «генетическими родственниками», но и удобным объектом для сравнения. Для каждой кошачьей хромосомы уже был создан набор специальных ДНК-маркеров, что избавило исследователей от необходимости разрабатывать такие инструменты с нуля.
Как отметил руководитель исследования Терджие Раудсепп, добавление хромосомных карт новых видов особенно важно, поскольку заранее невозможно предсказать, когда тот или иной вид может оказаться под угрозой исчезновения.
