ЗооКлуб ЗооКлуб


Главная В мире животных

Питон и кобра раскрыли генетические тайны змей

Тигровый питон и королевская кобра стали первыми змеями, чей геном прочитали полностью. Это позволило не только рассмотреть их частные генетические особенности, но и примерно оценить скорость и характер генетической эволюции этой группы рептилий по сравнению с другими позвоночными.

Зоологи давно используют достижения молекулярной биологии в своих целях. Например, о родственно-эволюционных связях между группами животных куда проще судить, имея на руках последовательность генома. Но в этом смысле разным животным везёт по-разному; вот и до змей руки у учёных дошли только сейчас. Сразу две большие исследовательские группы опубликовали результаты анализа всего генома королевской кобры и тигрового питона. Эти виды стали первыми змеями, ДНК которых полностью секвенировали.

Королевская кобра (Ophiophagus hannah), фото фотография рептилии
Питон и кобра раскрыли генетические тайны змей

Королевская кобра (Ophiophagus hannah)

Разумеется, исследователи занялись этим не просто так, а чтобы понять, как на генном уровне отражается тот весьма своеобразный внешний вид и образ жизни, который ведут эти рептилии. С помощью генетического анализа можно не только выяснить, что за молекулярные механизмы стоят за той или иной особенностью змей, но и то, как эти существа, как говорится, дошли до жизни такой, то есть какие эволюционные изменения с ними происходили.

Тодд Кэстоу (Todd Castoe) из Техасского университета в Остине (США) и его коллеги занимались тёмным тигровым питоном, который обитает в Юго-Восточной Азии и в последнее время стал инвазивным видом в южных штатах США. Исследователи не просто прочитали его ДНК, но ещё и сравнили активность питоньих генов в сердце, печени, почках и тонком кишечнике до еды и после — через один день и через четыре дня после угощения.

В журнале PNAS зоологи сообщают, что изменения в активности генов у питона были на удивление масштабными: еда заставляла работать иначе буквально половину генов, и изменения эти происходили в течение 48 часов. В результате метаболизм питона ускорялся в 40 раз, а его внутренние органы (кишечник, почки и печень) за три дня вдвое увеличивались в размерах.

Что же до кобры, которой вместе с коллегами занимался Николас Кэйсвелл (Nicholas Casewell) из Бангорского университета (Великобритания), то тут учёных интересовала в первую очередь ядовитость змеи, её умение создавать ядовитую смесь из 73 пептидов и белков. Как пишут авторы в том же PNAS, в производстве яда у кобр задействовано 20 семейств генов, причём, что любопытно, те гены, которые работают в ядовитых железах, имеют двойников в других частях тела рептилии. В ходе эволюции «ядовитые» гены получали дополнительные копии, причём нередко не одну, и эти копии могли мутировать, ещё более усложняя яд.

Тигровый питон (Python molurus), фото фотография рептилии
Питон и кобра раскрыли генетические тайны змей

Тигровый питон (Python molurus)

В ходе эволюции ядовитые змеи вынуждены постоянно совершенствовать свой яд, поскольку их жертвы одновременно становятся более устойчивыми к тем токсинам, которыми их травят рептилии. Жизнь змеи в буквальном смысле зависит от яда, поскольку ничего, кроме него, она противопоставить противнику не может, и понятно, почему для этих целей выделены столь масштабные генетические ресурсы.

Исследователи из обеих групп попробовали заодно сравнить между собой геномы питона и кобры, а также сопоставить результат с ДНК других позвоночных, в том числе с ДНК единственного ядовитого вида млекопитающих — утконоса.

Для этого у обеих змей выбрали около семи с половиной тысяч генов, присутствующих в их геномах в одной копии. Как и ожидалось, генетические изменения в змеях шли с огромной скоростью, намного превышающей показатели других животных. Кроме того, количество генетических модификаций у змей тоже было много бо́льшим. Что понятно: форма тела, образ жизни и прочее у змей настолько необычны, что без масштабных генетических изменений, без сильнейших перестроек, которые позволили бы приспособиться к выбранной нише, было не обойтись.

При этом учёные отмечают, что многие изменения заключались не столько в том, как происходило управление уже существующими генами, сколько в появлении новых. Считается, что основной молекулярный инструмент эволюции — это перенастройка регуляции генов, внесение изменений в регуляторные области, но не появление новых кодирующих блоков. Однако змеи, видимо, в этом смысле оказываются некоторым исключением — из-за склонности их генома множить копии генов, которые в дальнейшем могут изменяться, как захотят.

Впрочем, делать какие-либо особенно масштабные выводы об эволюции змей всего лишь по двум геномам, наверное, рано, а потому сами исследователи предлагают дождаться появления ещё десяти змеиных геномов, которые должны быть исследованы в ближайшие два года.

Кирилл Стасевич
Источник: http://compulenta.computerra.ru/

Новинки раздела:

10 самых маленьких змей планеты
О самых маленьких змеях планеты мы вам и расскажем в данной статье. Каково это — быть такими крохотными?

Самые популярные породы собак в мире
Популярность породы — это лишь дань моде. Об этом следует помнить, знакомясь с нашим рейтингом...

Самые красивые пауки в мире
При виде паука мы обычно испытываем страх или отвращение — что может быть красивого в этих жутких восьминогих созданиях, поедающих мух?

3000 фактов о животных и растениях
Интересные, занимательные и любопытные фактов о жизни животных и растениях в картинках...

Купить-продать собаку, кошку и других животных, а также услуги, корма и товары на БЕСПЛАТНОЙ доске объявлений

10 самых сильных животных в мире
Может ли человек сравниться по силе с животными?
10 самых распространенных пород домашних свиней
В настоящее время существует множество пород свиней. Некоторые из них распространены гораздо шире остальных...
10 самых зубастых животных
Зубы животных выполняют две основные функции: измельчение пищи, захват и удержание добычи...
Рейтинг самых умных пород собак
Собаки могут не только веселить и радовать, но и помогать по хозяйству, на охоте, защищать, охранять...
10 самых быстрых водных животных
Какую максимальную скорость способны развить обитатели морей, океанов и пресных водоемов?
Интересные факты о дельфинах
Некоторые дельфины могут различать до 60 слов, из которых возможно составить до 2000 предложений...
10 самых больших пород собак
Какие же представители собачьего мира являются самыми крупными?
10 самых популярных (домашних) насекомых
Сегодня технологии позволяют содержать практически любые виды насекомых...
Интересные факты про гигантских акул
Акула плавает с открытой пастью, фильтруя с помощью жабр, все, что попадется...
Увлекательные факты про очковых медведей
У очковых медведей есть только 13 пар ребер, у остальных видов медведей их 14...


Рейтинг@Mail.ru

© 1998-2017, Зооклуб - домашние и дикие животные       Дизайн сайта - Vitalik.info