7000 групп генов восходят к последнему общему предку билатерий

 Гены, которые играют роль в семенниках млекопитающих и насекомых, имеют одинаковое происхождение?

Подёнка — один из 20 видов, изученных в статье. (Фото: interestingengineering.com)

Команда испанских ученых проанализировала более 20 видов животных, включая людей, акул, подёнок, многоножек и осьминогов. Они обнаружили, что более 7000 групп генов могут быть напрямую связаны с древним предком, общим для всех билатерий.

700 миллионов лет назад последний общий предок животных, включая млекопитающих, насекомых и рептилий, ползал по морскому дну. Из-за ошибок копирования и вставки в ходе эволюции его наследие сохраняется.

Нет генов, которые могли бы заставить нас ползать по морскому дну?

Согласно исследованию, опубликованному сегодня в журнале Nature Ecology and Evolution, с тех пор животные перепрофилировали наследственные гены. Согласно результатам, половина этих генов была адаптирована для использования в определенных частях тела, особенно в мозге и репродуктивных тканях. Вместо того, чтобы выполнять первоначальные задачи, эти гены со временем адаптировались для выполнения специализированных функций.

Важность исследования заключается в наблюдении за эволюцией видов на тканевом уровне. Это означает, что когда гены начинают действовать в определенных тканях, это может вызвать развитие новых физических способностей. Другими словами, это способствует эволюции животных.

Существует множество примеров эволюционных инноваций, частично основанных на дупликации генов. Им более сотен миллионов лет. Например, способность насекомых летать — это эволюционная адаптация, которая позволила им занять разнообразные среды обитания.

«Наши гены подобны обширной библиотеке рецептов, которые можно по-разному готовить для создания или изменения тканей и органов. Представьте, что у вас случайно оказались две копии рецепта паэльи. Вы сохраняете оригинальный рецепт и наслаждаетесь им, в то время как эволюция настраивает дополнительную копию, чтобы вместо нее готовилось ризотто. Теперь представьте, что вся книга рецептов копируется дважды. Но также и возможности, которые это открывает для эволюции», — сказала Федерика Мантика, автор статьи в заявлении.

Согласно Мантике, наследие этих событий, произошедших сотни миллионов лет назад, сегодня живет в большинстве сложных животных.

Ошибки копирования и вставки в животном мире?

Ученые уменьшили масштаб своих данных и обнаружили, что причиной являются ошибки «копипаста» во время билатеральной эволюции. Они объяснили, что в истории позвоночных наступил решающий момент.

Во время двух событий, когда был продублирован весь геном организмов, обнаружился кластер генов. Эти гены были специфичны для определенных тканей. Но животные могут продолжать копировать их для выполнения важнейших функций, необходимых для выживания. С другой стороны, вторая группа предлагала материал для эволюционных инноваций.

Они обнаружили множество случаев тканеспецифических функций, ставших возможными благодаря специализации этих наследственных генов. Например, гены TESMIN и могилы, имеющие одного и того же предка.

Но затем, в конце концов, они взяли на себя отдельные специализированные функции независимо в семеннике – как у позвоночных, так и у насекомых. Их значение подчеркивается тем фактом, что проблемы с этими генами могут нарушить выработку спермы. Это нарушение влияет на способность к размножению как у мышей, так и у плодовых мух.

Но это еще не все! У позвоночных они обнаружили гены, имеющие решающее значение для создания миелиновой оболочки, окружающей нервные клетки. Это важно для быстрой передачи нервного сигнала. У людей они обнаружили FGF17, который, как полагают, поддерживает когнитивные способности даже в золотые годы.

«Наша работа заставляет нас переосмыслить роли и функции, которые играют гены», — сказал Мануэль Иримия, соавтор статьи. Оно показало, что гены, сохранявшиеся миллионы лет, также могут приобретать новые функции. «Это отражает баланс эволюции между сохранением жизненно важных ролей и исследованием новых путей».

Источник