Учёные открыли механизм, позволяющий организмам скрывать генетические преимущества до востребования

Исследователи из Стэнфордского университета обнаружили механизм, который позволяет популяциям сохранять генетическое разнообразие для будущих экологических вызовов. Их работа, опубликованная в Nature Ecology & Evolution, впервые предоставляет прямые доказательства теории «реверсии доминирования» в меняющейся среде.

Классическая генетика предполагает, что аллели (варианты генов) являются строго доминантными или рецессивными. Однако в случае реверсии доминирования один и тот же генетический вариант может быть доминантным, когда он полезен (например, обеспечивает устойчивость к пестицидам), и рецессивным, когда вреден (снижает приспособленность в отсутствие пестицидов).

«Это как если бы у мух был скрытый щит. Когда он не нужен, он не мешает. Но он готов к использованию, как только возникает угроза», — объяснил старший автор работы Дмитрий Петров, профессор биологии.

Учёные проводили эксперименты с популяциями плодовых мух в контролируемых условиях открытого сада, где имитировали сезонное применение пестицидов. В обработанных пестицидами клетках устойчивость быстро возрастала, а затем постепенно снижалась после прекращения воздействия. Но в необработанных клетках устойчивые аллели сохранялись, что противоречило классическим представлениям.

Математическое моделирование подтвердило, что работает реверсия доминирования: устойчивые аллели действуют как доминантные в присутствии пестицидов, но как рецессивные в их отсутствие. Это позволяет аллелям сохраняться даже без давления отбора.

Исследователи также обнаружили, что эффекты применения пестицидов распространялись по всей хромосоме, вызывая кратковременные изменения частот аллелей в других локусах.

«Эффекты этой реверсии глобальны и очень кратковременны. Это немного похоже на землетрясение», — добавил Петров.

Это открытие предполагает, что данный механизм может быть широко распространён в природе, помогая организмам сохранять генетические варианты, которые могут потребоваться для будущих изменений среды.