Програш, як ключ до перемоги
Ми звикли думати про еволюцію як про безперервний рух вперед-ускладнення, накопичення нових генів і функцій. Але сучасна генетика малює зовсім іншу картину: виявляється, втрата генів – явище куди більш поширене, ніж вважалося раніше. І ця” втрата”, на перший погляд парадоксальна, може стати ключем до нових біологічних адаптацій, роблячи організми витривалішими і пристосованішими.
Ця революційна ідея-еволюція “менше, але більше” – кидає виклик традиційним уявленням про те, як живі істоти змінюються протягом століть.
Нова еволюційна модель: “менше, але більше”
У статті, опублікованій в журналі Molecular Biology and Evolution під керівництвом команди з Барселонського університету та окінавського інституту науки і технологій (OIST), вчені пропонують нову концепцію еволюції. Вона базується на вивченні геному Oikopleura dioica – крихітного морського планктону, який є родичем хребетних.
У ході дослідження команда реконструювала історію розвитку сімейств генів фактора росту фібробластів (FGF), які відіграють ключову роль у формуванні організму. Виявилося, що у Oikopleura dioica відбулося значне скорочення цих сімей – з восьми до двох основних підродин: Fgf9/16/20 і Fgf11/12/13/14.
“Це як якщо б з величезної бібліотеки генів, що містить всі інструкції з будівництва організму, були видалені цілі розділи,” – пояснює Гаспар Санчес-Серна, перший автор статті. “Але замість того, щоб призвести до деградації, ця втрата стала відправною точкою для неймовірного розвитку!”
Дивно, але ці два залишилися підродини генів FGF в ході еволюції подвоїлися, створивши в результаті десять різних генів. Це дозволило апендикулярним-вільно живуть родичам асцидій-зробити справжній прорив.
Від сидячого способу життя до активного плавання
Дослідження показує, що саме ці “спрощені” FGF стали основою для еволюції нових морфологічних особливостей. Уявіть собі: від тихого існування, прикріпленого до субстрату, як асцидії, до стрімкого плавання у відкритому океані – це величезний стрибок!
“Ми можемо припустити, що втрати і дуплікації генів FGF стали каталізатором змін у розвитку,” -говорить Санчес-Серна. “Це як перепрограмування комп’ютера: видалення непотрібних файлів звільняє місце для нових програм, які можуть виконувати більш складні завдання.”
Вчені також виявили варіації в структурі генів FGF в Oikopleura dioica з різних куточків світу. Це стало першим молекулярним доказом того, як швидко розвиваються популяції перетворюються в “загадкові види” – організми зі схожою зовнішністю і генетичним кодом, але які до цих пір вважалися одним видом.
Еволюція: не тільки про набір, але і про вибір
“Ця модель” менше, але більше ” допомагає нам зрозуміти, як іноді програш може відкрити нові можливості для подальшого виграшу,” – підсумовує Крістіан Канестро, керівник дослідження. “Втрата генів-це не завжди катастрофа, а часто необхідний крок на шляху до появи нових адаптацій.”
Відкриття вчених перевернуло наше уявлення про те, як еволюція працює. Тепер ми бачимо, що вона-це не просто накопичення інформації, а й умілий відбір, видалення непотрібного, щоб звільнити місце для справжнього прориву.
