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 циклиди еволуирале со неверојатна брзина, а научниците сега мислат дека тајната лежи во „превртените“ делови од ДНК – таканаречените хромозомски инверзии. Овие инверзии ги групираат корисните комбинации на гени, создавајќи „ супергени “ кои им помагаат на рибите брзо да се адаптираат на различни средини, од длабоки води до песочни брегови.
Истражувачите открија моќен генетски механизам што може да помогне да се објасни како некои видови еволуираат со неверојатна брзина. Некои делови од ДНК – „превртувачки“ сегменти – се чини дека им помагаат на рибите брзо да се адаптираат на новите средини и да се разгранат во сосема нови видови. Овие генетски карактеристики дејствуваат 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 еволуирале од заеднички предок за многу помалку време отколку што им било потребно на луѓето и шимпанзата за 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 си издвоил своја еколошка улога и покрај тоа што живеел 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 инвертирани ДНК сегменти
Истражувачите анализирале ДНК на повеќе од 1.300 циклиди. Тие барале генетски карактеристики 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 во кој ДНК-та на двата родитела се меша. Меѓутоа, во рамките на овие изменети региони, мешањето е блокирано. Како резултат на тоа, групите гени остануваат поврзани и се пренесуваат недопрени. Ова ги зачувува комбинациите на особини кои се веќе корисни, 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 од гените во рамките на овие супергени влијаат на особините неопходни за опстанок и репродукција, вклучувајќи го видот, слухот и однесувањето. На пример, рибите што живеат во длабока вода (до 200 метри) мора да се справат со слаба светлина, висок притисок и различни извори на храна од рибите близу до површината. Нивните супергени помагаат во зачувувањето на специфичните адаптации потребни за тие услови.
„Кога различни видови циклиди се вкрстуваат, меѓу нив може да се пренесат цели инверзии – што доведува до особини клучни за опстанок, како што се адаптации на специфични средини, забрзувајќи го процесот на еволуција“, 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 поединецот се развива како маж или жена. Бидејќи определувањето на полот игра улога во формирањето на видовите, ова додава уште еден слој на нашето разбирање на еволуцијата.
„Иако нашата студија се фокусираше на циклиди, хромозомските инверзии не се специфични за нив“, велат 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 еволуираат и се шират, се приближуваме до одговорот на едно од големите прашања на науката: како животот на Земјата станал толку богат и разновиден?“
