Добавить в избранное
Инфореактор
Войти через социальную сеть
Вконтакте Facebook
или
Войти
О насО нас Предложить материал Вопросы
ВКонтакте
Facebook
Твиттер
Одноклассники
Наш канал в Telegram
RSS

Ученые выяснили, что эволюционные изменения непредсказуемы

19:45 22.10.2016 162

Ученые выяснили, что эволюционные изменения непредсказуемы
Подписывайтесь на наш Telegram, чтобы быть в курсе самых важных новостей.
Для этого нужно пройти по ссылке и нажать кнопку Join.

Биологи со всего мира пристально изучают эволюционные изменения практически с момента, как Чарльз Дарвин впервые описал эволюционную теорию в книге «Происхождение видов путём естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь». В одной из последних работ с использованием современных молекулярных методов сотрудникам Университета Небраски-Линкольна, биологу Джею Сторзу и его коллегам, удалось впервые показать, что разные виды могут обладать различными генетическими путями развития одного и того же признака. Результаты работы были опубликованы 21 октября в авторитетном научном журнале Science.

«Вопрос о предсказуемости генетических изменений является одним из самых давних в эволюционной генетике», — отметил Сторз.

Иными словами, проходят ли виды с общими, полезными признаками через одни и те же генетические изменения в процессе развития? Или всё-таки схожие признаки у различных видов развиваются разными генетическими путями, вследствие чего эволюционные изменения являются непредсказуемыми?

Получается, что благодаря естественному отбору — основному эволюционному процессу — могут получаться похожие полезные признаки у разных видов. Однако на молекулярном уровне эволюционные изменения в каждой линии будут уникальными, и, как следствие, гораздо менее предсказуемыми.

Чтобы выяснить это, Сторз решил изучить южноамериканских птиц, проживающих в Андах. В процессе своей работы учёный сравнил высотные виды птиц с их равнинными сородичами. Исследовательская команда определила, что живущие на большой высоте птицы в процессе эволюции приобрели эритроциты с повышенным содержанием видоизменённого гемоглобина, который легче связывает молекулы кислорода. Эта черта является преимуществом для видов, живущих в странах с низким уровнем кислорода, например, в горных странах.

Сторз и его команда протестировали молекулы гемоглобина из эритроцитов многочисленных высокогорных видов птиц и определили, какие различия или мутации в составе белков ответственны за приобретение подобных «высотных характеристик». В большинстве случаев изменение функций белка в эритроцитах различных видов обусловлено абсолютно разными мутациями.

«Этот факт указывает на то, что существует довольно большое количество возможных мутаций, которые могут привести в итоге к одному и тому же фенотипическому эффекту (возникновению одного и того же признака — прим. ред.)», — отметил Сторз. «По этой причине мы не можем предсказать, какие конкретные мутации несут ответственность за эти изменения». Одной из возможных причин подобной вариативности является тот факт, что в процессе параллельных путей естественного отбора в ходе эволюции генетический материал, кодирующий информацию о составе молекул гемоглобина в эритроцитах представителей разных видов, в каждом случае приобретает уникальный набор мутаций. Учитывая абсолютно различный генетический фон, мутации могут производить благоприятный эффект на одни виды и могут оказывать отрицательное влияние на другие виды.

Чтобы проверить эту теорию, исследовательская команда Сторза использовала самые современные инструменты генной инженерии и воссоздала и воскресила молекулы гемоглобина нескольких видов предков птиц, в том числе и общего для всех птиц предка, который существовал более 100 миллионов лет назад. Моделирование мутаций в составе «древнего гемоглобина», которые должны были привести к развитию «горного гемоглобина», в итоге привело к совершенно отличному эффекту по сравнению с современными птицами.

По мере прогресса эволюции в течение времени различные мутации накапливаются в каждом организме каждого вида. Естественный отбор оказывает абсолютно одинаковое давление на самые различные виды во время адаптации последним к жизни на больших высотах. Однако при этом адаптация достигается абсолютно разными генетическими путями.

«Благодаря нашему исследованию удалось обнаружить этот удивительный феномен», — заключает Сторз. Однако напоследок он отмечает, что группа учёных под его руководством продолжает исследовать историческое влияние на генетические адаптации.

Источник фото: phys.org


Загрузка...
Комментарии для сайта Cackle
Отправить сообщение об ошибке?
Ваш браузер останется на этой же странице
Спасибо!