Биологи узнали, почему геном серебряного карася состоит из шести копий
Серебряный карась Carassius gibelio — опасный инвазивный вид, угрожающий местным рыбам Европы. Успешным захватчиком водоемов его делают способность к однополому размножению с паразитизмом на сперме других рыб и связанное с ними наличие целых шести копий генома. В новом исследовании биологи получили последовательность ДНК серебряного карася и выяснили эволюционные корни этой необычной рыбы.
Серебряный, или прусский карась Carassius gibelio представляет собой один из видов рода карась из семейства карповых рыб. Его ближайшие родственники — обыкновенный карась C. carassius и золотая рыбка C. auratus, однако зоологи имеют различные взгляды на их систематику.
Подобно золотым рыбкам, которых одомашнили в Азии много веков назад и превратили в целое множество декоративных разновидностей, серебряного карася тоже разводят в прудах. А еще этот вид широко расселился по природным водоемам, особенно в Европе, где оказался самым агрессивным представителем инвазивной фауны.
Популяции серебряного карася представлены по большей части самками, а в отдельных водоемах состоят исключительно из них. Как же самки серебряного карася умудряются размножаться без помощи самцов? Подобно некоторым другим организмам (по большей части растениям и беспозвоночным), они способны к партеногенезу, то есть однополому размножению. В этом случае икринка (яйцеклетка) может начать дробиться и образовать полноценный зародыш без оплодотворения сперматозоидом.
В случае серебряного карася необходима существенная оговорка: для его партеногенеза все же нужна сперма — только других рыб, родственных этому виду. Чужие сперматозоиды запускают развитие яйцеклеток, но их ДНК в нем не используется.
Стоит отметить, что возможность размножаться привычным способом C. gibelio не утратили: при наличии самцов у отдельных разновидностей происходит обычное оплодотворение икры спермой.
Помимо «паразитизма на чужой сперме» (действительно паразитизм, ведь другие рыбы при этом теряют свои половые клетки), у серебряного карася есть и другая странная черта, связанная с первой. Речь о его полиплоидности, то есть наличии более чем двух гаплоидных наборов хромосом в геноме. Среди растений известно немало полиплоидов, однако для животных (тем более позвоночных) это порядочная редкость. Серебряный карась в этом отношении особенно удивляет, ведь его геном состоит из целых шести копий, которые немного отличаются друг от друга.
Чтобы разобраться со сложным эволюционным прошлым, авторы новой статьи в Nature Communications получили последовательность генома C. gibelio — каждой из 150 хромосом шести гаплоидных комплектов. Это позволило понять, как они попали в геном, и установить их связь с необычной стратегией размножения этого животного.
Дело в том, что партеногенез обычно приводит к неуклонному накоплению вредных мутаций, однако выяснилось, что серебряный карась успешно борется с этим благодаря особой организации генома и наличию «запасных копий», которые делают его более стабильным.
Оказывается, шесть свох копий генома серебряный карась получил двумя различными путями. В эволюционном прошлом этой рыбы имела место как аллополиплоидизация (внедрение набора хромосом другого вида), так и аутополиплоидизация (удвоение собственного генома с последующим постепенным изменением полученных копий).
Известно, что один эпизод полногеномного удвоения произошел у предка всех лучеперых рыб, а другой связан с появлением семейства карповых. Авторы нового исследования выяснили, что предком Carassius gibelio был как раз вид с тетраплоидным геномом — состоящим из четырех гаплоидных наборов хромосом.
Ученые подчеркивают связь между необычным геномом этой рыбы и ее даже более необычным размножением. «Вероятно, в какой-то момент во время всех этих скрещиваний возникли проблемы с образованием половых клеток. Именно это могло положить начало однополому размножению», — пояснила Дунья Ламатш (Dunja Lamatsh) из Университета Инсбрука (Австрия), руководитель исследования.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии