Сюрпризы в генах морских черепах помогут им адаптироваться к быстро меняющемуся миру

Около 100 миллионов лет назад группа сухопутных черепах вышла в океаны и со временем превратилась в морских черепах, которых мы знаем сегодня. Однако генетическая основа, позволившая им процветать в океанах по всему миру, остается практически неизвестной.

В исследовании, опубликованном в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, международная группа из 48 ученых под руководством Университета Массачусетса в Амхерсте в сотрудничестве с Институтом Лейбница по изучению зоопарков и дикой природы и Проектом генома позвоночных раскрыла невероятно подробную генетическую карту двух видов — зеленой и кожистой морских черепах — полную сюрпризов, которые могут стать ключом к их выживанию в быстро меняющемся мире.

Геном содержит генетический набор инструкций, которые были использованы для создания этого вида, и секвенирование генома любого вида — это огромный объем работы. Это сродни переводу целой библиотеки на язык, который могут читать ученые, и это стало возможным только в последние десятилетия. По состоянию на 2013 год имеется «черновой» геном зеленой морской черепахи, содержащий около 100 000 единиц генетической информации.

Чтобы более точно каталогизировать геномы черепах, международная команда сосредоточилась на новых технологиях, включая секвенирование с длинным прочтением — метод, недавно названный журналом Nature методом года в 2022 г. Это позволяет секвенировать геномы почти всех живых видов с гораздо большей точностью, чем это было возможно ранее.

Когда Бентли и его соавторы правильно организовали и аннотировали генетические данные, стали появляться сюрпризы. Во-первых, хотя гринды и кожистые спины произошли от общего предка около 60 миллионов лет назад, их геномы удивительно похожи.

Похожи, но не идентичны.

«Именно эти различия делают их уникальными, — поясняет Лиза Комороске, профессор охраны природы в UMass и один из двух ведущих авторов работы. — Именно эти различия могут быть ключом к долгосрочному выживанию каждого вида, особенно учитывая, что популяции как зеленой, так и кожистой спины резко сократились из-за деятельности человека».

Было показано, что у зеленых черепах развито больше генов, отвечающих за иммунитет. Это говорит о том, что их иммунная система лучше подготовлена к новым патогенам, а также больше обонятельных рецепторов — у них лучше развито обоняние. Геном кожистой черепахи также показывает, что у нее снижено генетическое разнообразие и в прошлом уровень популяции был ниже.

«Это одновременно и благословение, и проклятие, потому что это означает, что, хотя кожистые спины являются жизнестойким видом, у них нет генетического разнообразия, чтобы развиваться и справляться с проблемами быстро меняющейся окружающей среды. Такие выводы помогут биологам-экологам принимать более обоснованные решения о том, как лучше защитить этих животных, которые сталкиваются с проблемами адаптации к нашей быстро меняющейся планете», — отмечают специалисты.

Более того, чем больше времени Бентли и Комороске проводили над геномами черепах, тем яснее становилось, что большинство генетических различий между двумя видами кроется не в макрохромосомах, а в том, что раньше считалось «генетическим мусором»: микрохромосомах, или небольших генетических фрагментах, которые, похоже, не существуют у млекопитающих, но являются общими для геномов птиц и рептилий.

«Мы обнаружили большинство различий между зелеными и кожистыми спинами в этих микрохромосомах, — говорит Камила Маццони, научный сотрудник Института зоопарков и дикой природы имени Лейбница и другой ведущий автор исследования, — и наша работа вносит вклад в растущее число исследований о важности микрохромосом в эволюции позвоночных».

Эксклюзивный перевод*

Фото: Ральф Пейс

Поделиться:

Подписывайтесь на краткие, но содержательные новости со всего мира
глазами молодого поколения в Телеграм и ВКонтакте.

Почитайте также

Имплантируемые батареи, потребляющие кислород, помогают убить рак

583 Несмотря на десятилетия исследований и десятки миллиардов долларов, потраченных на исследования и лечение во …