Новости компании

Как генная мутация превратила рыб в бесстрашных исследователей

За 10 миллионов лет, прошедших с тех пор, как образовалось озеро Танганьика площадью 32 000 квадратных километров, заполнившее гигантскую трещину в Африканской рифтовой долине, его обитатели цихлиды быстро эволюционировали, чтобы воспользоваться разнообразными средами обитания озера, которые включают как каменистое, так и песчаное дно и районы с и без растительного покрова. Некоторые цихлиды специализируются на поедании планктона; другие питаются водными растениями, яйцами, беспозвоночными и даже другой рыбой. Разнообразие образа жизни привело к появлению множества форм и размеров тела и рта.

В озере Танганьика обитает 240 видов рыб-цихлид. Они имеют поразительное разнообразие форм и размеров: от рыбы размером со скрепку, обитающей в заброшенных раковинах улиток, до почти метровой императорской цихлиды. Биологи уже давно задаются вопросом, что послужило причиной такого всплеска эволюционного творчества. Возможно, поведение?

Результаты исследования, опубликованные в журнале Science, связали поведение и одну единственную мутацию, чье появление привело к обособлению. Обнаружились сотни потенциально важных генов, но одно основание ДНК выделялось. Оно расположено рядом с геном CACNG5, кодируемый им белок влияет на функцию нервных клеток. Ген оказался очень активным в области мозга цихлид, которая отвечает за страх и стимулирует движение. Когда исследователи изменили это основание при помощью генного редактирования CRISPR, они увеличили любознательность рыб.

Сопоставив вариации этого основания с генеалогическим древом цихлид и других видов рыб, ученые пришли к выводу, что первые цихлиды, достигшие озера Танганьика, вероятно, стремились исследовать его. Лишь позже, после того как они колонизировали разнообразные среды обитания и превратились в множество видов, некоторые из них утратили эту исследовательскую тенденцию. Связь между тенденцией исследовать и колонизировать новые среды обитания и быстрой эволюцией может помочь объяснить адаптивное поведение и изменения на молекулярном уровне у других видов.