Во ДНК-та на рибите се скриени моќни генетски пресврти што можат да објаснат една од најголемите мистерии на природата: како толку брзо се формираат нови видови.
Во езерото Малави, стотици видови риби циклиди еволуирале со неверојатна брзина, а научниците сега мислат дека тајната лежи во „превртените“ делови од ДНК – таканаречените хромозомски инверзии. Овие инверзии групираат корисни комбинации на гени, создавајќи „супергени” кои им помагаат на рибите брзо да се адаптираат на различни средини, од длабока вода до песочни брегови.
Истражувачите открија моќен генетски механизам што може да помогне да се објасни како некои видови еволуираат со изненадувачки брзини. Некои делови од ДНК – „превртени“ сегменти – се чини дека им помагаат на рибите брзо да се адаптираат на новите средини и да се поделат на сосема нови видови. Овие генетски особини функционираат како еволутивни забрзувачи, зачувувајќи ги корисните особини и забрзувајќи ги промените.
Едно од најголемите прашања во биологијата е како Земјата станала дом на толку широк спектар на растенија и животни. Циклидите на езерото Малави, во Источна Африка, даваат впечатлив пример. Во ова едно езеро, повеќе од 800 видови се појавиле од заеднички предок за многу помалку време отколку што им било потребно на луѓето и шимпанзата да се разделат.
Уште позабележително е што целата оваа диверзификација се случила во рамките на истото водно тело. Некои циклиди еволуирале во предатори, додека други се специјализирале да јадат алги, да филтрираат песок или да консумираат планктон. Секој вид создал своја еколошка улога и покрај тоа што живее еден до друг.
Научници од Универзитетот во Кембриџ и Универзитетот во Антверпен се обидоа да разберат како е можен овој брз наплив на еволуција.
Откривање на превртени ДНК сегменти
Истражувачите анализирале ДНК на повеќе од 1.300 циклиди. Тие барале генетски особини што би можеле да го објаснат невообичаено брзото темпо на еволуција. „Откривме дека, кај некои видови, големи делови од ДНК на пет хромозоми се превртени – вид на мутација наречена хромозомска инверзија“, велат тие.
Под нормални услови, репродукцијата вклучува рекомбинација, процес каде што ДНК-та на двата родитела се меша. Меѓутоа, во рамките на овие превртени региони, мешањето е блокирано. Како резултат на тоа, групите гени остануваат поврзани и се пренесуваат недопрени. Така, комбинациите на особини кои веќе се корисни се зачувани, овозможувајќи еволуцијата да продолжи поефикасно.
„Тоа е како кутија со алатки каде што сите најкорисни алатки се поврзани заедно, зачувувајќи корисни генетски комбинации што им помагаат на рибите да се адаптираат на различни средини“, велат истражувачите.
„Супергени“ и брза адаптација
Овие поврзани групи на гени често се нарекуваат „супергени“. Кај циклидите, тие се чини дека играат голема улога во обликувањето на разликите меѓу видовите. Иако различните видови сè уште можат да се мешаат, овие инверзии го ограничуваат тоа колку нивната ДНК се меша, помагајќи да се одржат различните особини.
Ова е особено важно во областите каде што видовите се преклопуваат, како што се отворените песочни области на езерата каде што нема јасни физички граници што ги одделуваат живеалиштата.
Многу гени во рамките на овие супергени влијаат на особините неопходни за опстанок и репродукција, вклучувајќи го видот, слухот и однесувањето. На пример, рибите што живеат длабоко во вода (до 200 метри) мора да се справат со слаба светлина, висок притисок и различни извори на храна во споредба со рибите близу до површината. Нивните супергени помагаат во зачувувањето на специфичните адаптации потребни за тие услови.
„Кога различни видови циклиди се вкрстуваат, меѓу нив можат да се пренесат цели инверзии – носејќи особини клучни за опстанок, како што се адаптации на специфични средини, забрзувајќи го еволутивниот процес“, велат научниците.
Поширока улога во еволуцијата
Хромозомските инверзии прават повеќе од зачувување на корисните особини. Тие можат да функционираат и како полови хромозоми, влијаејќи на тоа дали единката ќе се развие како маж или жена. Бидејќи одредувањето на полот игра улога во формирањето на видовите, ова додава уште еден слој на разбирањето на еволуцијата.
„Иако нашата студија се фокусираше на циклиди, хромозомските инверзии не се специфични за нив“, рекоа научниците. „Тие се присутни и кај многу други животни – вклучувајќи ги и луѓето – и сè повеќе се сметаат за клучен фактор во еволуцијата и биодиверзитетот.“
Истражувачите веруваат дека овие наоди би можеле да помогнат во одговарањето на долгогодишното прашање за тоа како животот толку брзо се диверзифицира под соодветни услови. „Долго време го проучуваме процесот на видообразување. Сега, со разбирање како овие супергени се развиваат и шират, се приближуваме до одговорот на едно од големите прашања на науката: како животот на Земјата станува толку богат и разновиден?“.
