Пища и конкретика жизни отдаляет и родню
Разность в образе жизни и употребляемая пища, коя во многом зависит от конкретных природных условий среды обитания, могут в короткий – по меркам эволюции – отрезок времени сделать некогда родственные и близкие виды животных отдалить друг от друга до грани чуждости. Это, быть может, уже происходит с белым и бурым медведем – лишь совсем недавно с точки зрения биологии разошедшимися видами. Во всяком случае, ученые, проанализировав геномы 17 белых медведей, 9 бурых медведей и 2 черных канадских медведей, установили около двухсот генов, кои доказывают о наступлении «видоспецифических различий между белыми и бурыми медведями». Специалисты полагают, что в происходящем изменении ведущую роль играет адаптация белого медведя «к новому климату и новой диете в условиях крайнего севера», об этом в своем пересказе опубликованных в PNAS результатов исследований деятелей науки повествуют «Элементы».
Ученые, в частности, обнаружили, что 81 кодирующий обонятельные рецепторы ген у белого медведя представлен меньшим числом копий, что, скорее всего, говорит «о сужении спектра воспринимаемых запахов» белыми медведями (хотя и само по себе «не означает снижения остроты обоняния у белых медведей»). Это связано, вероятно, с тем, что «в полярных областях разнообразие запахов на самом деле меньше, чем в лесах умеренной зоны, где обитают бурые медведи».
«Также уменьшилось с четырех до двух число копий гена амилазы слюны, кодируемой геном AMY1B. Бурые (и черные) медведи всеядны, и растения составляют весомую часть (порядка 70%) их рациона, так что амилаза в слюне им очень кстати: благодаря ей расщепление крахмала начинается уже в ротовой полости. Крахмал может запасаться в самых разных органах растений: листьях, корнях (корнеплодах), стеблях (особенно много его в видоизменениях стеблей, называемых клубнями, которые бывают не только у привычной нам картошки), плодах, семенах. Наличие двух копий гена на гаплоидный геном (и, соответственно, четырех на диплоидный) обеспечивает достаточно высокое содержание амилазы в слюне. У белого медведя рацион практически не включает растений, так что избыточные копии гена опять же потерялись.
Кроме того, у белого медведя оказалось уменьшено (также с четырех до двух на диплоидный геном) число копий гена NOX4, известного у людей в качестве отрицательного регулятора формирования жировой клетчатки. Вероятно, это связано с контролем накопления подкожного жира — важной защитной адаптации в условиях холодного климата. Уменьшено оказалось и число копий нескольких генов ферментов, участвующих в преобразовании жирных кислот и синтезе эйкозаноидов — соединений, выполняющих достаточно разнообразные регуляторные функции в организме, включая, в частности, контроль иммунных реакций и развитие мышечной ткани. Вполне возможно, что изменение числа копий этих генов каким-то образом связано с имеющимися особенностями метаболизма и физиологии белых медведей по сравнению с бурыми.
Среди генов с повышенным числом копий у белых медведей значительную часть составили гены иммунной системы. Тут можно заметить, что и эта группа генов в целом характеризуется быстрыми эволюционными изменениями в ответ на смену зоны обитания и условий среды у млекопитающих, и наличие таких изменений у белых медведей не удивительно — вероятно, дополнительные копии некоторых из этих генов помогали и помогают животным благополучно справляться с местными бактериями, вирусами и другими паразитами, возбудителями заболеваний. Также повышенная копийность обнаружилась у гена KRTAP21-2. Кодируемый им белок связывается с кератинами и участвует в формировании стержня волоса. Таким образом, этот ген имеет отношение к определению структуры шерстяного покрова. У белых медведей имеются особенности тонкого строения шерстинок, и, к тому же, они отличаются от бурых медведей более густым подшерстком. Вполне возможно, что эти особенности если не полностью, то по крайней мере отчасти, связаны с повышенным числом копий гена KRTAP21-2. У бурых медведей медиана числа копий этого гена равна 8 на диплоидный геном, а у белого — 13,- разъясняется в пересказе.дополнительные материалыПоведали о пресной большой воде в глубине Земли
При этом подчеркивается, что «проведенное исследование — это наглядный пример того, как простые количественные мутации в виде изменения числа копий генов участвуют в эволюционном процессе, позволяя организмам необычайно быстро (по меркам эволюционной истории) адаптироваться к новым условиям и приобретать заметные отличия морфологии, физиологии, а возможно, и поведения».
Ну, а вездесущая «Наука и жизнь» в своем пересказе достигнутых также на генной ниве сотрудниками Института Уайтхеда и Массачусетского технологического института, опубликованных в Science, повествует, что «у разных видов животных межполовые различия формируются по-разному».
«То есть потом, по мере того, как люди, крысы, макаки и пр. эвоюционировали сами по себе, их самки и самцы приобретали собственные молекулярно-генетические различия – и эти собственные различия составляют большинство,- отмечается в пересказе.
дополнительные материалыСообщили о прошлой и грядущей эволюции большой воды
Таки изменения и различия отражаются по факту в эволюции, докладывают деятели науки.