Генно-модифицированные жабы-альбиносы показали скрытые издержки потери пигмента

Жабы-альбиносы и обычные жабы. Автор: Крис Джолли

Созданные с помощью технологии генного редактирования жабы-альбиносы демонстрируют, что альбиносы сталкиваются с конкурентными недостатками, выходящими далеко за рамки их уязвимости для хищников, согласно новому исследованию, опубликованному в Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences.

Исследование, проведенное кандидатом наук Университета Маккуори Александром Фанком, впервые использовало CRISPR для «отключения» конкретных генов у тростниковых жаб, бросая вызов давнему убеждению, что животные-альбиносы редки в основном потому, что хищники могут легко их заметить и убить.

Эксперименты команды сравнивали альбиносов и их пигментированных собратьев в контролируемых условиях без хищников, раскрывая более сложную историю, чем предполагает традиционная эволюционная теория.

Головастики-альбиносы реже выживали и развивались быстрее, конкурируя с не-альбиносами за пищу и пространство. Взрослые жабы-альбиносы росли медленнее и испытывали гораздо больше трудностей с поимкой добычи.

«Это удивило нас — мы ожидали увидеть интенсивную конкуренцию на взрослой стадии, но не ожидали, что она так явно проявится в своем влиянии на выживаемость на стадии головастика», — говорит Фанк.

Команда проверила охотничьи способности, сбрасывая живых термитов в контейнеры при различном освещении. Тесты выявили основную проблему: плохое зрение. Жабам-альбиносам требовалось гораздо более яркое освещение для успешной поимки добычи, и они промахивались чаще, чем их пигментированные собратья.

«Другие исследования показали, что животные-альбиносы, как правило, имеют сниженные зрительные способности, так как это состояние связано с плохим стереоскопическим зрением», — говорит Фанк. — «Нам было интересно, как это плохое зрение может повлиять на них, потому что тростниковые жабы — визуальные фуражиры, особенно на взрослой стадии».

Поскольку жабы обычно кормятся ночью, альбиносы в природе будут испытывать трудности в конкуренции за ресурсы на ключевых стадиях развития.

Более широкое значение исследования заключается в демонстрации того, как технология CRISPR может решать фундаментальные вопросы эволюции, создавая особей, отличающихся только одним признаком, таким как пигментация.

«Теперь мы можем применять эту развивающуюся способность манипулировать генетическими особенностями животных, чтобы задавать фундаментальные вопросы в эволюционной биологии», — говорит профессор Рик Шайн, эволюционный биолог из Университета Маккуори, курировавший исследование.

«Убрав всего один ген, мы можем напрямую сравнивать между собратьями; одна кладка яиц, одни и те же родители — единственная разница в том, что мы отключили ген пигментации».

«Это первое исследование, о котором я знаю, которое рассматривает влияние альбинизма на конкуренцию, а не на восприимчивость к хищникам», — говорит Фанк.

Соавтор доктор Крис Джолли отмечает: «Поскольку технология генного редактирования становится дешевле и доступнее, эти молекулярные инструменты означают, что мы можем проверять давние теории о естественном отборе и выживании. Подобные подходы могут помочь разрешить и другие эволюционные загадки».

Больше информации: Alexander T. Funk et al, Knocking out genes to reveal drivers of natural selection on phenotypic traits: a study of the fitness consequences of albinism, Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences (2025). DOI: 10.1098/rspb.2025.1458

Источник: Macquarie University