Учёные раскрыли генетическую ловушку, убивающую половину потомства тритонов

Исследователи из Лейденского университета обнаружили удивительный эволюционный парадокс у тритонов рода Triturus (гребенчатые и мраморные тритоны). У этих животных существует генетическая система, которая обрекает на гибель ровно половину их потомства, и эта «ошибка» сохраняется уже 25 миллионов лет.

Проблема кроется в хромосоме 1, которая существует в двух разных версиях. Для выживания животному необходимо иметь обе версии. Однако при размножении потомство случайным образом получает по одной копии от каждого родителя. В половине случаев детёныш наследует две одинаковые версии хромосомы, что приводит к его гибели.

Это крайне невыгодно, если половина твоего потомства обречена с самого начала, — говорит Бен Вилстра, руководивший исследованием. — Можно было ожидать, что такая «ошибка» давно исчезла бы в ходе эволюции. Но эта система существует как минимум 25 миллионов лет.

Учёные выяснили, что в каждой из двух версий хромосомы отсутствуют большие уникальные участки ДНК. Полный набор жизненно важных генов есть только у тех особей, которые несут обе версии. Исследование подтвердило гипотезу 1980-х годов: система возникла из-за редкой ошибочной рекомбинации, в результате которой огромный участок ДНК был удалён из одной версии хромосомы и продублирован в другой.

Компьютерное моделирование показало, что такая вредная музация могла закрепиться в небольших изолированных популяциях, например, у тритонов в отдельных прудах. В таких условиях естественный отбор работает неэффективно, позволяя вредным вариантам распространяться.

Как только система устанавливается, она поддерживает сама себя. Это своего рода эволюционная ловушка, — объясняет Вилстра.

Работа была чрезвычайно сложной, поскольку геном тритонов в 10 раз больше человеческого, что делает полную расшифровку их ДНК почти невозможной. Учёные из Польши и Сербии годами скрещивали разные виды тритонов, анализируя наследование тысяч генов, чтобы определить недостающие участки.

Следующая цель исследователей — выяснить, какие именно гены являются критически важными и почему эмбрионы с двумя одинаковыми хромосомами не выживают. Эта работа продиктована чистым научным любопытством и желанием понять причудливые законы эволюции.