Природа не отключила ненужную функцию: насекомые миллионы лет обходятся без самцов, но их геном сохраняет древнюю способность к размножению половым путем.
Биологи выявили неожиданную эволюционную тайну у палочников рода Timema. Некоторые виды этих насекомых размножаются без участия самцов на протяжении более миллиона лет, но сохранили сложный генетический механизм, который, казалось бы, давно должен был исчезнуть из-за ненужности. Об этом сообщает портал Phys.org с отсылкой на новое исследование, опубликованное в сборнике Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
В центре интереса ученых оказался вид Timema poppense — один из представителей группы древних партеногенетических палочников. Самки этих насекомых воспроизводят потомство без оплодотворения, поэтому в популяциях практически отсутствуют самцы. Тем не менее исследователи решили выяснить, что произошло с системой так называемой компенсации дозировки генов (dosage compensation).
Этот механизм свойственен видам с половыми хромосомами. У самок обычно две X-хромосомы, а у самцов только одна. Чтобы количество активных генов оставалось сбалансированным, организм использует специальные регуляторные механизмы. Однако если самцов нет уже миллионы лет, логично ожидать, что такая система постепенно утратит свою функциональность.
Природа не спешит выбрасывать старые инструменты
Результат оказался весьма неожиданным. Анализ генетической активности показал, что механизм компенсации дозировки у бесполых Timema продолжает эффективно работать. Более того, он функционирует настолько хорошо, что создается впечатление, будто насекомые продолжают вести нормальную половую жизнь. Исследователи также изучили редчайших самцов, которые иногда появляются в таких популяциях, и обнаружили, что система полового размножения остается полностью функциональной, хотя и не востребованной.
Полученные результаты ставят под сомнение распространенное представление о том, что эволюция быстро избавляется от ненужных структур и механизмов. Судя по всему, некоторые генетические системы могут сохраняться невероятно долго даже после исчезновения их первоначальной функции.
Наше открытие помогает лучше понять эволюцию половых хромосом и геномов в общем. Оказалось, что биологические механизмы способны существовать в своеобразном «режиме ожидания» на протяжении огромных промежутков времени.
Фото: hi-tech.mail.ru