Микроскопски сладководни животни - bdelloid ротатории (bdelloid ротатория) - постоянно заемат гени от бактерии, гъбички и дори растения. Такъв светъл отвор ангажира група от учени от Харвардския университет (Harvard University) и Центъра за сравнителни Молекулярна биология и еволюция (Josephine Bay Paul център).
Bdelloid ротатория са една от тайните на природата. Фактът, че те се възпроизвеждат само чрез партеногенеза. И няма да има нищо изненадващо в това, ако не бяха за това, че над 40 милиона години на своето развитие тя се раздели с повече от 360 вида. И без полово размножаване, което традиционно се счита за най-важния фактор на вариация.
Учените го наричат "еволюционна скандал", тъй като рекомбинация на гените на двама родители за успеха на целия клас на хора е ненужно.
Сега тайната, изглежда, е най-накрая разкри. Биолозите са открили доказателства за масивна хоризонтален генен трансфер от bdelloid, и тези същества, както се оказа, няма проблем вкарани в своя геном ДНК от гъби, бактерии и растения!
По-рано масивен трансфер хоризонтална ген се наблюдава само в лагера на бактериите, отбелязват учените. И ако това е било и животинското царство, случаите на хоризонталните трансфер лекувани за взаимодействие с приемащите или паразитни endosymbionts.
Ако тези ротатория толкова добър "поглъщат" и "подходящи" за вашите нужди гени на други хора, така че те могат пряко да обменят гени помежду си - и това е от гледна точка на еволюцията на е не по-лошо от полово размножаване.
Как точно този bdelloidy прави трик - не е ясно до края. Но нещо не е успял да разбере. Вероятно ключът към уникалната способност - способността да се bdelloid ротатория оцелее суша. Когато изсъхне, те на практика спира средствата за препитание, така че те могат да прекарват повече от една година, но с появата на водата, тези същества оживяват.
Сега, биолози знаят, че ротаториите имат някакъв механизъм на "ремонт" е повреден по време на сушене ДНК и мембрани на организма. Между другото, този клас ротатория също може да е добра за възстановяване след тежки експозиция, и учените смятат, че един и същ механизъм влиза в сила веднага.
Докато belloidnaya ротатория е в сухо състояние, неговата ДНК е "отворен" за свързване на чужди гени. Повечето от тези включвания учени намерени в близост до краищата на хромозомите, наречени теломери. По време на тези цели не са защитени от сушата. В централните части на хромозомите са открити и "чужди" гени, но в много по-малък брой, казват експериментатори.
А ние говорим за клетки на зародиш. И отново се пълни с вода, то "ремонт" на ДНК фрагменти вече добавено, така че нов ротатория, който се появи по-късно, ще бъде различен от дружеството-майка.
Подробности - в статия в списание Science.
Същата тема се обсъжда на "елементи"
Видове, отказали полово размножаване, обикновено бързо измират. От това правило има едно озадачаващо изключение - bdelloid ротатория че много десетки милиони години на отглеждане само партеногенетично (няма мъже), а в същото време продължават да процъфтяват. Оказа се, че bdelloid ротатория имат друга уникална функция - за разлика от всички други животни, те често обменят гени с други организми, включително бактерии, гъбички и растения. Очевидно е, че тази способност позволява ротатория да минат и без мъже.
Bdelloid ротатория: а - Philodina розеола. б - Macrotrachela quadricornifera. в - Habrotrocha constricta. г - Adineta Vaga. Scale дължина бар 0.1 mm. Снимки от сайта www.nature.com
Има много теории за да обяснят защо половото размножаване са толкова широко разпространени в природата (вж. Един от тях в статията на VP Shcherbakov). Животните сравнително лесно да загубят полово размножаване и прехода към партеногенеза, т.е. развитието на неоплодени яйца. Това не е просто се случва и продължава да се случва в различни еволюционни линии (само в някои бозайници преход към партеногенеза по принцип невъзможно, тъй като те имат много жизненоважни гени в яйцето забранено и техните работни копия може да се получи само с спермата. - виж геномни отпечатване) , Въпреки това, всички видове (или малка група) на животни, лишени от полово размножаване, са млади, те са едва наскоро еволюира от "нормалните" бисексуални предци. Това означава, че видовете, отказали полово размножаване, имат тенденция да умре много бързо. Те не разполагат с време, за да се отклони и да доведе до, да речем, цяло семейство от безполов или отделяне. "Много бързо" на еволюционния скалата време - това може да означава стотици хиляди години, поне през първите милиони.
Брой на гени привлечени bdelloid ротатории Adineta Vaga представители на други царства в prikontsevyh (А) и в централните (В) хромозомни региони. Некодираща - некодираща ДНК региони; Чуждестранните - гени, без съмнение, заети от членове на други царства; Неопределен - гени, чиито "чужденец" произход е под въпрос; Метазоан - гени ясно имат животински произход, тоест, или "си" или заети от други bdelloid ротатории и други животни; Хипотетични - хипотетични гени; Транспозоните, LTR ретротранспонсони, Retroelements - мобилни генетични елементи. Фиг. обсъждане на статията в науката
В bdelloid ротатории бариери, стоящи на пътя на проникване на чужда ДНК в яйца, очевидно силно отслабен. Това може да се дължи на по необичаен начин на живот на тези микроскопични животни. Те живеят в малки басейни и се понася добре изсушаване на всеки етап от жизнения цикъл. След това те са като прах, вятърът може да се измести в друга локва. Въпреки това, когато сухи клетъчни мембрани може да се повреди, което улеснява навлизането на чужда ДНК. В сушене пропуски също се образуват в хромозомите, клетки, които имат шевове, когато ротатория razmoknet отново. По време на ремонта (ремонт) на счупени хромозоми имат висока вероятност от случайно активиране в чуждестранна хромозома фрагмент. От съображения не е напълно ясно в крайните участъци на хромозомите са намерени много повече "назаем" гени, отколкото в централните части. В края части от хромозоми в ротатории също наблюдава рязко повишаване на концентрацията на мобилни генетични елементи - транспозони и ретротранспонсони. Може би те играят важна роля в процесите на генетична заеми.
Интересното е, че някои привлечени бактериални гени са запазили структура характеристика на прокариотни гени (например, те нямат интрони), а други - може би тези, които са приети по-рано - е успял да придобие характеристиките на еукариотни (включително интрони). Учените са показали, че поне някои от гените действително привлечени работи в ротатории клетки и кодират функционални протеини. Повечето гени привлечени ротатории бактерии, гъбички и растения, които кодират ензими, които не са част от сложни биохимични пътища и етапи, и работещи на някои биохимични независим функция. Това е разбираемо, тъй като това е тези гени могат да бъдат полезни, ако ги заеме една по една. Въпреки това, съществуват индикации за това, че понякога гени, заимствани от две. Такива гени са разположени в непосредствена близост един до друг и в бактериалния геном на донора и реципиента хромозомни ротаториите на.
Ако bdelloid ротатория поне понякога се променят гени помежду си, се оказва, че те всъщност не са се отказали от идеята interorganismal генетична рекомбинация - смесване на гени от различни родители в генома на потомството. Те просто се върна от новата версия на такъв рекомбинация (полово размножаване), за да по-примитивен вариант - хоризонтален обмен, която е характерна за техните далеч едноклетъчни предци.
Свързани статии