Эволюционные биологи из Сколтеха обнаружили существование рекомбинации и обмена генетическим материалом у бделлоидных коловраток, микроскопических пресноводных существ. Долгое время считалось, что они полностью отказались от полового размножения несколько десятков миллионов лет назад. Это ставило под сомнение гипотезу, согласно которой половое размножение необходимо для долгосрочного эволюционного успеха группы видов. Но исследование показало, что генами коловратки все-таки обмениваются.
Личинки коловратки / ©Getty images
Работа опубликована в журнале Nature Communications. Половое размножение, характеризуемое рекомбинацией и обменом генетической информацией между разными особями одного вида – эволюционно необходимый процесс, помогающий организмам приспосабливаться к изменяющимся условиям среды и выживать. Переходы к бесполому размножению у эукариот происходят достаточно часто, но обычно приводят к быстрому вымиранию.
На этом основании переход к бесполому размножению обычно рассматривается как «эволюционный тупик». Однако существуют вероятные исключения из этого правила – группы древних бесполых организмов. Одним из наиболее ярких подобных примеров на протяжении длительного времени считались бделлоидные коловратки, микроскопические беспозвоночные, предположительно перешедшие к бесполому размножению несколько десятков миллионов лет назад.
Международная группа ученых под руководством профессора Центра наук о жизни Сколтеха Георгия Базыкина и профессора МГУ Алексея Кондрашова на примере бделлоидной коловратки Adineta vaga показала, что процессы рекомбинации и обмена генетическим материалом у коловраток данной группы все-таки присутствуют. Ученые проанализировали 11 полных геномов коловраток и обнаружили «следы» рекомбинации и обмена генетическим материалом между особями A. vaga.
«Мы показали, что структура внутривидовой изменчивости у A. vaga несовместима с исключительно бесполым размножением и отсутствием рекомбинации. Бделлоидных коловраток долгое время считали “эволюционным скандалом”. Однако наши результаты указывают на то, что, по всей видимости, статус бделлоидных коловраток как древней бесполой группы должен быть пересмотрен.
Полученная информация имеет фундаментальное значение для эволюционной биологии, поскольку подчеркивает необходимость рекомбинации для долгосрочного эволюционного успеха видов. Стоит отметить, что, несмотря на то, что некоторые наши данные говорят в пользу существования мейоза у бделлоидных коловраток, механизмы обмена генетическим материалом и рекомбинации у бделлоидных коловраток остаются неясными и представляют большой интерес для последующих исследований», – комментирует первый автор исследования, младший научный сотрудник Сколтеха Ольга Вахрушева.
