| Цифра | Что она значит |
|---|---|
| 86 | видов медуз, гидроидов и кубомедуз в основном анализе |
| 426 322 | совпадающих замен аминокислот у неродственных видов |
| 9 | раз минимум глаза возникали заново |
| 41 | раз группы теряли свободноплавающую стадию медузы |
Если бы эволюцию можно было перемотать назад и запустить снова, получилось бы то же самое? Биологи спорят об этом десятилетиями. Новая работа на медузах дает осторожный ответ: на уровне отдельных белков природа повторяется заметно чаще, чем предсказывает случай.
Исследование вышло в PNAS. Его провел постдок Кори Бергер из лаборатории Тодда Окли в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре вместе с коллегами из Канзасского университета, Техасского A&M и Университета Небраски; подробности пересказывает Earth.com.
7 цифр из исследования
1. 685 миллионов лет. Примерно столько лет группе Medusozoa — настоящим медузам, кубомедузам и гидроидам. Возраст привязали к 17 ископаемым находкам.
2. 621 вид. Столько уместилось на родословном древе. Опорой стали полные наборы генов 98 видов, из них 22 секвенировали специально для этой работы.
3. 3570 пар и 9194 семейства генов. Ученые сравнивали виды попарно и искали случаи, когда у неродственных животных одна и та же позиция в белке менялась на одну и ту же аминокислоту.
4. 426 322 совпадения. Это меньше 0,1% от всех проверенных пар ветвей, но гораздо больше, чем дал бы чистый случай. Совпадения нашлись в 8991 семействе генов из 9194.
5. Не меньше 9 раз. Столько раз у разных медуз независимо появлялись глаза.
6. 41 раз. Столько раз группы теряли знакомую всем плавающую стадию — «колокол» медузы.
7. 32 раза. Столько раз колонии гидроидов переходили от плоской, стелющейся формы к ветвистой, растущей вверх.
Неожиданный поворот
Логично было бы ожидать, что виды с одинаковыми признаками — например, с глазами — окажутся похожи и генетически. Этого не нашли: общие замены не совпадали с общими чертами внешности. Чаще всего повторялись изменения в генах, которые отвечают за «контакт с внешним миром», — энергетический обмен, иммунную защиту, обезвреживание токсинов. Реже всего — в базовых генах вроде тех, что управляют делением клетки.
Тодд Окли формулирует вывод аккуратно: эволюция может быть «более повторяемой и, возможно, более предсказуемой, чем мы ожидали».
Факт для разговора: число совпадений с возрастом расхождения видов падает, но медленнее, чем позволяет случай, — сходные замены встречаются даже у ветвей, разошедшихся более 600 миллионов лет назад.
Почему это важно
Если одни и те же гены раз за разом откликаются на похожие условия, такие гены можно рассматривать как вероятные «горячие точки» эволюции — это может помочь, например, в изучении устойчивости к токсинам или болезням. А для фундаментальной биологии это аргумент в старом споре: история жизни не только цепочка случайностей.
Ограничения
- Учитывались только замены аминокислот; изменения в регуляции генов, которые включают и выключают их, в анализ не вошли.
- Быстро меняющиеся «внешние» гены могли просто чаще совпадать случайно.
- Какой отбор стоит за большинством совпадений, пока неизвестно.
Похожие «длинные» истории о том, как жизнь сохраняет следы сотни миллионов лет, мы собирали, например, в тексте о клетках крови динозавра возрастом 115 миллионов лет.
Фото: медузы аурелии (Aurelia aurita), архивное фото. Luc Viatour, CC BY-SA 3.0, commons.wikimedia.org.
