Зачем певчим птицам дополнительная хромосома?
В половых клетках певчих птиц обнаружена дополнительная хромосома, отсутствующая в соматических клетках тех же видов. Такие результаты показало совместное исследование Новосибирского и Санкт-Петербургского госуниверситетов, Института цитологии и генетики РАН и Сибирского экологического центра. Научная работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Ученые исследовали ДНК половых клеток 16 видов певчих птиц, относящихся к девяти различным семействам подотряда певчих воробьиных, в том числе снегиря, ласточки, синицы, чижа. Также были изучены восемь видов птиц других отрядов, среди них гуси, курицы, утки, попугаи и соколы. В результате обнаружилось, что более древние виды, существующие на планете 35 миллионов лет, имеют равное количество хромосом в соматических и половых клетках. У изученных певчих птиц, которые появились на Земле позже, количество хромосом в половых клетках оказалось на одну больше.
«У каждой исследованной певчей обнаружена дополнительная хромосома в половых клетках (ХПК). Она передается по материнской линии и «выбрасывается» из соматических клеток. У самцов эта хромосома присутствует в предшественниках половых клеток, однако при созревании сперматозоидов также исчезает. Среди теплокровных существ такой феномен на данный момент удалось обнаружить только у певчих птиц», — рассказала участница исследования, кандидат биологических наук, доцент кафедры генетики и биотехнологии СПбГУ Светлана Галкина.
Впервые дополнительная хромосома была обнаружена у зебровой амадины (птица семейства вьюрковых ткачиков) в 1998 году и воспринималась как генетический курьез. Но после того как в 2014 году у ее родственницы, японской амадины, также нашли 41-ю ХПК, ученые всерьез начали исследовать этот вопрос.
Дополнительная ХПК, как предполагают исследователи, образовалась примерно 35-30 миллионов лет назад и впоследствии эволюционировала, причем у каждого вида этот процесс происходил по-разному. Универсальных последовательностей в этой дополнительной хромосоме нет: у каждого вида она своя. Возможно, именно наличие ХПК позволило певчим птицам так широко заполонить Землю: к подотряду певчих воробьиных относятся пять тысяч видов птиц из почти десяти тысяч существующих в природе.
«Птицы летают, это их эволюционное приобретение, — сказала С.Галкина. — И если мы посмотрим на них с точки зрения геномики, то увидим, что у них очень маленький, компактный геном: он в три раза меньше, чем у млекопитающих. Существует гипотеза, что геном птиц так сильно отличается по массе от генома млекопитающих, поскольку организмы первых эволюционно «выбрасывают» все, что может усложнять им полет. Это пока лишь гипотеза, но не держать ее в уме мы не можем».
Ученым предстоит выяснить, за что же в действительности отвечает хромосома. Вероятно, она является определяющей при половой дифференцировке: поскольку ХПК передается по материнской линии и присутствует в яйцеклетке, не исключено, что именно эта хромосома делает самку самкой. «За пение она вряд ли отвечает, ведь поют самцы», — подчеркнула С.Галкина.
Пресс-служба СПбГУ
Нет комментариев