Ученые рассказали, как изменение всего одного гена привело к появлению новых видов
Ранее считалось, что наибольший вклад в эволюционные процессы вносят мутации в общих для большого числа видов генах. Однако, изучая род цветов Mímulus, ученые наблюдали обратную картину: изменения одного уникального для этих растений гена привело к изменению цвета лепестков, опыления и впоследствии к образованию новых видов.
Губастики (Mimulus) — род травянистых растений. Его представители произрастают на суровых, богатых минералами почвах и крайне разнообразны по форме и цвету цветков, варьирующемуся от желтого и розового до темно-красного. В процессе эволюции некоторые цветки полностью утратили желтые пигменты. Ученые из Университета Коннектикута (США) объяснили, что произошло с Mimulus на генетическом уровне и как это повлияло на эволюцию видов. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.
За цвет лепестков губастиков отвечают пигменты — каротиноиды. Около пяти миллионов лет назад губастики потеряли желтые каротиноиды, однако приобрели розовые, привлекая пчел-опылителей. Позже их потомки накопили мутации в гене под названием YUP, которые восстановили синтез желтых каротиноидов, и смешение розовых и желтых пигментов привело к образованию красных цветов, как пишут ученые в своем исследовании (правда, смешение розового и красного приводит скорее к оранжевому цвету. — прим.ред.) : теперь они не привлекали местных пчел, однако их начали опылять колибри. Вследствие этого растения с красными цветками оказались генетически изолированы и стали отдельным видом.
Ген YUP ученые обнаружили в области генома Mimulus, к которой относятся еще три более новых гена, не встречающихся у других растений. Они представляют собой копии генов из других частей генома Mimulus. В частности, YUP — на самом деле частичная копия древнего гена, который вообще не относился к цвету и синтезу пигментов.
Когда исследователи пытались выяснить функцию YUP, то обнаружили, что ген влияет на главный регулятор синтеза каротиноидов. YUP продуцировал множество малых РНК, которые подавляли ген каротиноидов, поэтому пять миллионов лет назад полностью исчезли желтые цветки. Накопление мутаций заблокировало функцию YUP и вновь сделало возможным синтез желтых пигментов.
Науке известно крайне мало примеров подобных генов, которые продуцируют малые РНК, влияющие на признаки, важные для появления нового вида. Два других гена — соседа YUP точно так же влияют на окраску Mimulus. Уникальность этих трех генов, обнаруженных только у нескольких близкородственных видов Mimulus, крайне важна для понимания формирования новых видов.
Почти каждый отдельный вид имеет небольшое количество уникальных для себя генов. Но считалось, что такие гены не вносят большого вклада в эволюцию, а на нее влияют, напротив, изменения в общих для большого числа различных видов генов. Авторы нового исследования опровергли эту гипотезу, показав, что специфические для рода гены также могут становиться причинами появления новых видов.
Telegram 
Дзен 
VK Физтехи разработали стохастический вариант метода Франк—Вульфа для моделирования равновесного распределения транспортных потоков. Особенность нового подхода — использование случайных фрагментов из большого массива данных — ускоряет вычисления, при этом в экспериментах метод показывает качество решения, сопоставимое с классическими алгоритмами.
Во время эксперимента с новорожденными исследователи заметили, что мозг детей способен сопоставлять количество объектов в разных «каналах» восприятия. Он реагировал по-разному на информацию о количестве, которая подавалась через слух и изображения. Это говорит о том, что человек уже рождается с базовой системой «обработки численности», то есть мозг может оценивать количество элементов еще до того, как ребенок начинает говорить или осваивать счет.
Ученые Сеченовского Университета разработали модель машинного обучения, способную различать четыре хронических заболевания легких по составу выдыхаемого воздуха. В исследовании участвовали пациенты с бронхиальной астмой, хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ), муковисцидозом и лимфангиолейомиоматозом (ЛАМ).
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