Animale microscopice de apă dulce - rotofer bdelloid - împrumută în mod constant gene de la bacterii, ciuperci și chiar plante. O astfel de descoperire strălucitoare a fost făcută de un grup de oameni de știință de la Universitatea Harvard (Universitatea Harvard) și de Centrul de Biologie și Evoluție Moleculară Comparativă (Josephine Bay Paul Centre).
Roleficii bdelloid sunt una dintre misterele naturii. Faptul este că ele se reproduc exclusiv cu ajutorul parthenogenezei. Și nu ar fi nimic surprinzător în acest lucru, dacă nu pentru faptul că peste 40 de milioane de ani de dezvoltare au fost împărțite în mai mult de 360 de specii. Și fără reproducere sexuală, care în mod tradițional este considerat cel mai important factor al variabilității.
Acești oameni de știință sunt numiți "scandal evoluționist", deoarece recombinarea genelor celor doi părinți pentru succesul întregii clase de creaturi nu a fost necesară.
Acum, secretul pare să fie dezvăluit în cele din urmă. Biologii au descoperit dovezi ale transferului masiv de gene orizontale în bdelloid, iar aceste creaturi, așa cum sa dovedit a fi, se integrează cu ușurință în ADN-ul genomului lor din ciuperci, bacterii și plante!
Anterior, transferul masiv orizontal al genei a fost observat numai in tabara de bacterii, cercetatorii nota. Și dacă am vorbit despre reprezentanți ai regnului animal, cazurile de transfer orizontal au avut legătură cu interacțiunea organismului gazdă cu endosymbiont sau parazit.
Dacă aceste rotiferelor atât de bine „absorbi“ și „se potrivesc“ pentru genele tale nevoile altor fiinte, astfel încât acestea să poată face schimb direct de gene între ele - și acest lucru este din punct de vedere al evoluției nu este mai rău decât reproducerea sexuală.
Cum exact bdelloidy face acest truc - în mod clar nu până la sfârșit. Dar ceva a fost deja înțeles. Probabil, cheia pentru o astfel de abilitate unică este abilitatea bobinilor de rotiferi să supraviețuiască unei secete. Când se usucă, practic se opresc din viață, astfel încât aceștia pot petrece mai mult de un an, dar când apare apa, aceste creaturi vin la viață.
Astfel, biologii știu că rotiferele au un mecanism de "reparare" a ADN-ului și a membranelor deteriorate în timpul uscării organismului. Apropo, această clasă de rotiferi se poate recupera și după o iradiere puternică, iar oamenii de știință cred că același mecanism operează aici.
În timp ce rotifugul belloid este într-o stare uscată, ADN-ul său este "deschis" pentru atașarea de gene străine. Cei mai mulți dintre astfel de oameni de știință incluziuni au găsit aproape de capetele cromozomilor, numiți telomeres. În timpul secetei, aceste scopuri nu sunt protejate. În părțile centrale ale cromozomilor, s-au găsit și genele "străine", dar într-un număr mult mai mic, experții notează.
Și vorbim despre celulele din linia germinativă. Și încă o dată a fi umplut cu apă, ea „reparații“ de fragmente de ADN deja adăugat, astfel încât o nouă rotifere, care a apărut mai târziu, va fi diferit de la un organism părinte.
Detaliile sunt în articolul din revista Science.
Aceeași temă este considerată pe site-ul "Elemente"
Specii de animale care au refuzat reproducerea sexuală mor de obicei rapid. Din această regulă există o excepție enigmatică - rotiferelor bdelloid că multe zeci de milioane de ani de reproducție numai partenogenetice (fără bărbați), și, în același timp, continuă să prospere. Sa dovedit că rotiferele bdelloid au o altă caracteristică unică - spre deosebire de toate celelalte animale, ele schimbă adesea gene cu alte organisme, inclusiv bacterii, ciuperci și plante. Aparent, această abilitate permite rotiferilor să facă fără bărbați.
Bleloidele rotifere: a - Philodina roseola. b - Macrotrachela quadricornifera. c - Habrotrocha constricta. d - Adineta vaga. Lungimea scării este de 0,1 mm. Fotografie de la www.nature.com
Există mai multe teorii pentru a explica de ce reproducerea sexuală au fost atât de larg răspândite în natură (a se vedea. Unul dintre ei în articolul lui VP Shcherbakov). Animalele pierd destul de ușor reproducerea sexuală și trec la parthenogeneză, adică la ouă nefertilizate. Acest lucru nu se întâmplă doar și continuă să se întâmple în diferite linii evolutive (numai în unele mamifere de tranziție la partenogeneză în principiu imposibilă, deoarece acestea au multe gene vitale în ou dezactivat, iar copiile lor de lucru pot fi obținute numai cu sperma. - vezi imprinting genomic) . Cu toate acestea, toate tipurile de (sau grup mic) de animale lipsite de reproducere sexuală, sunt tineri, ei au evoluat recent dintr-o strămoșii bisexuali „normale“. Aceasta înseamnă că speciile care abandonează reproducerea sexuală tind să cadă foarte repede. Ei nu au timp să se abată și să genereze, să zicem, o întreagă familie sau echipă asexuată. „Foarte repede“ pe scara de timp evolutiv - aceasta poate însemna sute de mii de ani, cel puțin primele milioane.
Numărul de gene împrumutate Rotifere bdelloid Adineta reprezentanții Våga ai altor regate în prikontsevyh (A) și în regiunile centrale (B) cromozomiale. Noncoding - regiuni non-codare ale ADN; Genele străine, împrumutate fără îndoială de la reprezentanții altor regate; Indeterminate - genele a căror origine "extraterestră" este în discuție; Metazoan - gene care au în mod clar o origine animală, adică "a lor" sau împrumutate de la alți rodiri bdelloid sau alte animale; Genele ipotetice - ipotetice; Transpozoni, retrotranspoziții LTR, elemente retrografice - elemente genetice mobile. Fig. de la articolul din Science
La rotiferele Bdelloid, barierele care stau în calea penetrării ADN străin în ovule sunt, evident, foarte slăbite. Acest lucru se datorează stilului de viață neobișnuit al acestor animale microscopice. Ei trăiesc în bălți superficiale și tolerează perfect uscarea în orice etapă a ciclului de viață. Apoi, ca praful, pot fi purtați de vânt în altă baltă. Cu toate acestea, atunci când membrana este uscată, celulele pot fi deteriorate, ceea ce facilitează penetrarea ADN străin. Când se usucă, există și pauze în cromozomi, pe care celulele trebuie să le curețe atunci când rotitoarele devin din nou umede. În timpul reparării (reparării) cromozomilor rupți, există o mare probabilitate de includere accidentală a unui fragment străin în cromozom. Pentru motive incomplete, genele mult mai "împrumutate" se găsesc în secțiunile finale ale cromozomilor decât în părțile centrale. În zonele terminale ale cromozomilor, rotiferii au, de asemenea, o concentrație crescută a elementelor genetice mobile - transpozonii și retrotranspozițiile. Poate că joacă un rol în procesul de împrumut genetic.
Interesant, unele gene bacteriene împrumutate au păstrat caracteristica structura genelor procariote (de exemplu, ei nu au introni), iar altele - probabil cele care au fost adoptate anterior - a reușit să dobândească trăsăturile caracteristice ale eucariote (inclusiv introni). Oamenii de știință au arătat că cel puțin unele dintre genele împrumutate de fapt lucrează în rotifere și codifică proteinele funcționale. Cele mai multe gene împrumutate bacterii Rotifere, fungi și plante care codifică enzimele care nu fac parte din căile biochimice complicate și etapele și care funcționează pe unele funcții biochimice independente. Acest lucru este de înțeles, deoarece astfel de gene pot fi utile dacă sunt împrumutate individual. Cu toate acestea, există indicații și că uneori genele au fost împrumutate simultan pe două. Astfel de gene sunt situate în imediata apropiere una de cealaltă, atât în genomul bacteriilor donatoare, cât și în cromozomul rotifer gazdă.
Dacă rotiferelor bdelloid cel puțin uneori schimba genele unele cu altele, se dovedește că ei de fapt, nu au abandonat ideea interorganismal recombinare genetică - amestecarea gene de diferite parinti in genomul descendenților. Tocmai au întors din versiunea avansată a unei astfel de recombinare (reproducerea sexuală) la o versiune mai primitiv - schimb orizontal, care era specific strămoșii lor de departe unicelulare.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: