В Нью-Йоркском университете изучили эволюцию цветовых узоров у лягушек и жаб

Группа исследователей из Нью-Йоркского университета в Абу-Даби (NYUAD) открыла новое понимание эволюции цветовой гаммы у лягушек и жаб, известных под общим названием анураны. Цветовой рисунок животных может помогать им маскироваться в окружающей среде и избегать обнаружения добычей или хищниками. У многих ануранов вдоль спины проходит яркая полоса, которая при взгляде сверху создает оптическую иллюзию, что животное разделено на две половины, и визуально сбивает с толку хищников. Хотя этот цветовой рисунок распространен у лягушек по всему миру, мало что известно о его эволюции или генетическом происхождении.

В своей работе, опубликованной в журнале Molecular Biology and Evolution, исследователи из лаборатории эволюционной геномики Нью-Йоркского университета провели масштабный сравнительный анализ, включающий более 2700 видов ануранов, чтобы лучше понять эволюционную историю опоясывания позвоночных. Они обнаружили, что полосатость у позвоночных эволюционировала сотни раз и была выбрана для наземной среды обитания, где чаще встречаются визуальные хищники, приближающиеся прямо сверху, такие как млекопитающие или птицы. Напротив, у древолазов — тех, кто живет на деревьях, — эта закономерность утрачивается гораздо чаще, чем в других местах обитания. Хотя такая окраска полезна для лягушек, живущих на земле, она может быть невыгодна для лягушек, живущих на деревьях.

Чтобы понять генетическую основу этого узора, исследователи сосредоточились на эфиопской травяной лягушке Ptychadena robeensis, которая является полиморфной, то есть имеет позвоночную полосу в нескольких формах — широкую, тонкую или отсутствующую. Они обнаружили, что ген ASIP связан с полосатым узором у этого вида. Эта генетическая вариация влияет на уровень экспрессии ASIP у разных морф, при этом более высокая экспрессия приводит к широкой полосе, а более низкая — к тонкой.

Они также сравнили гены близкородственных видов лягушек и обнаружили, что, хотя у них одинаковый рисунок полос, они не имеют генетических вариаций, обнаруженных у P. robeensis. Это привело исследователей к выводу, что аллели полосчатости, обнаруженные у P. robeensis, эволюционировали совсем недавно. Установлено, что у позвоночных полосатость быстро эволюционировала у ануранов, что может позволить виду адаптироваться к изменениям окружающей среды или меняющимся условиям.

Данное исследование является первым крупномасштабным исследованием адаптивного значения полосатости позвоночных ануран, эволюционная история которой ранее была плохо изучена. Это исследование также впервые демонстрирует связь между геном ASIP и цветовым рисунком у ануранов. ASIP — хорошо изученный ген у млекопитающих, связанный с выработкой меланина и изменением цвета кожи. Тот факт, что он связан с цветовым рисунком у лягушек, открывает новые возможности в изучении цветового рисунка у ануранов и сравнительных исследований позвоночных.

«Наши результаты показывают, что совокупность позвоночных в лягушках и жабах имеет большой потенциал в области эволюционной биологии, поскольку является наглядным примером повторяющейся эволюции. Таким образом, изучение этой цветовой картины у других видов может помочь нам понять, в какой степени эволюция предсказуемо использует одни и те же молекулярные пути, когда идентичные фенотипы развиваются под одинаковым давлением отбора», — рассказывает доктор Сандра Гутте, исследователь из Лаборатории эволюционной геномики Нью-Йоркского университета. 

Эксклюзивный перевод*

Фото: Нью-Йоркский университет Абу-Даби

Поделиться:

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

Почитайте также

Музыкальные способности Людвига ван Бетховена остались загадкой для генетиков

6 Интернет-портал Current Biology опубликовал результаты исследования международной группы ученых из Института эмпирической эстетики Макса …