Что такое супергены и как они делают животных такими странными

В ходе нового исследования ученые выяснили, что супергены встречаются гораздо чаще, чем считалось ранее. Специальный выпуск о супергенах опубликован в научном журнале the Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. «Хайтек» рассказывает главное.

У одного и того же вида бабочек могут наблюдаться различные рисунки крыльев. Как это возможно? По словам исследователей Бена Вельстры и Эммы Бердан из Института биологии Лейдена, ответ кроется в супергенах. Суперген — это часть хромосомы, которая содержит много сильно связанных генов. Вместе они формируют основу для сложных признаков у растений и животных и делают их такими странными на вид.

Бабочка. Фото: Saiful786, CC BY-SA 4.0 reativecommons.org/licenses/by-sa/4.0, via Wikimedia Commons

Идея супергенов относительно стара. Только теперь, с помощью современных методов анализа ДНК, их можно правильно отобразить.

Что такое супергены?

Супергены — это части хромосом, которые содержат несколько генов, наследующихся как единое целое. Что делает супергены такими особенными, так это отсутствие рекомбинации. Рекомбинация — это перетасовка генетической информации двух родителей таким образом, чтобы потомство получило уникальный набор хромосом. Поскольку внутри супергена нет рекомбинации, гены внутри него эволюционируют вместе, как единое целое. Это позволяет различным версиям супергенов возникать внутри вида. В итоге это приводит к появлению серьезных различий во внешнем виде и поведении животных.

Как появляются супергены?

Супергены могут возникать по-разному. В геноме есть области, где рекомбинация естественным образом происходит реже. В то же время рекомбинацию можно остановить, когда, например, изменяется структура генома. Хорошо известный пример — инверсия или хромосомная перестройка, при которой происходит поворот участка хромосомы на 180°. Часть хромосомы отламывается и меняется на противоположную, так что порядок генов больше не соответствует исходному. Тогда рекомбинация уже невозможна.

Как в природе появляются супергены?

Присутствие супергенов приводит к большей вариабельности внутри вида. Например, это заметно у турухтанов. Супергены у этих птиц приводят к тому, что у самцов либо темные, либо белые перья вокруг головы. Есть также самцы, у которых вообще не развивается воротник из перьев и которые выглядят как самки. Эти три типа самцов турухтанов не только отличаются друг от друга по внешнему виду, но и ведут себя по-разному во время брачного сезона.

Турухтаны. Фото: Unsplash/CC0 Public Domain

Дают ли супергены эволюционное преимущество?

Иногда. Это позволяет видам переключаться между различными стратегиями выживания. Супергены могут облегчить этот процесс. Но у всего есть цена. Без рекомбинации вредные мутации могут быстро накапливаться. Например, у хохлатого тритона, которого исследовали Вельстра и Бердан, накопление мутаций в одном супергене привело к тому, что половина яиц саламандры оказалась нежизнеспособной. Этот суперген можно рассматривать как очень экстремальный пример наследственного заболевания.

Саламандра. Фото: Vwpolonia75 (Jens K. Müller, Hamburg), CC BY 3.0creativecommons.org/licenses/by/3.0, via Wikimedia Commons

Зачем изучать супергены?

Изучая эволюцию супергенов, ученые надеются получить больше информации о происхождении наследственных заболеваний. По этой теме проводится больше исследований, чем когда-либо прежде. Поэтому ученые продолжают находить все больше и больше примеров, когда на большие различия в поведении и внешнем виде влияет одни и те же супергены. Следующий шаг — выяснить, как именно они возникают.

Читать далее:

Вышедшая из-под контроля китайская ракета скоро упадет обратно на Землю. Что происходит

Ученые сняли на видео странное существо с щупальцами, которое приняли за цветок

Морские археологи нашли обломки, оставшиеся после средневекового кораблекрушения

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Российские ученые разработали материалы для памяти будущего  
Наука
Выяснилось, какие мутации ДНК ускоряют старение  
Наука
«Суперджет» с российскими двигателями ПД-8 впервые поднялся в воздух
Новости
Светочувствительные нановолокна ускорили рост нейронов  
Наука
ChatGPT может «заболеть» тревожностью и депрессией, но есть способ его «успокоить»  
Новости
Москва сократила выбросы углерода на 190 000 тонн благодаря электробусам  
Новости
Игуаны совершили рекордное путешествие миллионы лет назад: они проплыли по океану 8 000 км
Наука
Риск глобального потепления: ученые предупреждают о проблемах с дыханием
Наука
Microsoft случайно удалила ИИ-помощник Copilot при обновлении Windows
Новости
Крупнейшую цифровую камеру установили в обсерватории Веры Рубин
Космос
Кишечную палочку «научили» производить биоразлагаемый пластик
Наука
Космический телескоп наблюдал четыре гигантские экзопланеты у соседней звезды
Космос
Вселенная внутри черной дыры: наблюдения «Уэбба» подтверждают странную гипотезу
Космос
Посмотрите, как поверхность Луны становится красной: Blue Ghost снял видео затмения
Космос
Цифровую трансформацию HR обсудят на форуме «Цифровое сердце компании»
Новости
Посмотрите на Антарктиду без льда: опубликована подробная карта южного континента
Наука
В MIT разработали мышцы для роботов, которые сокращаются в разных направлениях
Наука
Китайский Baidu представил новую модель ИИ: «не хуже ChatGPT, но дешевле DeepSeek»
Новости
Процессорный модуль «Фишт» запустили в производство: заменит зарубежные аналоги  
Новости
НАСА сообщило о возможных следах древней жизни на Марсе  
Космос