Генетичний конфлікт цихлид привів до появи нових статевих хромосом

Біологі з Університету Меріленда склали генетичну карту статевих хромосом декількох груп цихлид з озера Малаві, Східна Африка, і виявили механізм, за яким можуть розвиватися нові статеві хромосоми.

В дослідженні, опублікованому в журналі "Наука" (1 жовтня 2009 ), Професор Томас Д. Кочер (факультет біології Коледжу Хімії і Природних наук); Рід Робертс, дослідник, який закінчив аспірантуру; і Дженніфер Сер, дослідник, описали генетичне обгрунтування для двох співіснуючих систем статевого визначення цихлид з озера Малаві.

Почті у всіх ссавців ген, що визначає стать потомства, знаходиться в хромосомі Y, яка значно менше Х-хромосоми. Але у багатьох інших груп тварин генетичний механізм визначення статі розвивається значно швидше, і важко спостерігати різницю між статевими хромосомами.

Даже у споріднених різновидів риб можуть бути зовсім різні системи визначення статі. Як і чому генетичні механізми такого стародавнього відмінності, пов'язаного з розвитком, продовжують змінювати, залишається таємницею. Тисячі близьких по виду цихлид в озерах Східної Африки виявилися відмінною моделлю загальної системи для того, щоб зрозуміти, як розвиваються механізми визначення статі.

Самкі цихлид в озері Малаві переважно є сірими з коричневим хребтом, що робить цих хижаків непримітними. Доктор Кочер і Доктор Робертс вважають, що помаранчеве пляма нагорі з'явилося, як нова мутація серед самок, і є хорошим перевагою, забезпечуючи альтернативний вид маскування.

Ціхліди Східної Африки, які проживають в озерах Малаві, Танганьїка та Вікторія відомі особливими відмінностями в зовнішньому вигляді статей. Самці переважно помітні і володіють яскравими квітами, що робить їх дуже привабливими для самок, у той час як самки сірі та коричневі, що робить їх непримітними хижаками.

Однім винятком у коричневій пігментаціі серед самок є помаранчеве пляма, яка з'являється у деяких самок цихлид, проживають на скелястих ділянках озера Малаві. Дана особливість знайома багатьом любителям і професіоналам, які займаються розведенням і селекцією акваріумних рибок.

"Ми вважаємо, що помаранчеве пляма з'явилася як нова форма мутації самок і має важливе добірне значення, граючи роль нового способу маскування "- каже Доктор Кочер, який останні двадцять років проводив дослідження, щоб визначити генетичне обгрунтування різних фенотипів серед цихлид. Він же в 1993 році першим провів схрещування, щоб визначити ген, що відповідає за колір.

В залежності від загального фону навколишнього середовища, це кольорове пляма може допомогти самці замаскуватися і уникнути зустрічі з хижаком. Однак самці, що відносяться до того ж фенотипом, відчувають нестачу в подібних кольорових плямах, використовуваних самками, щоб стати помічниками для них.

"Цей фенотип створює конфлікт підлог, тому що аллель (спадковий ген) присутній у самок, але його немає у самців" - пояснює Доктор Робертс, який чудово відобразив даний ген. "У боротьбі за виживання гени, які лежать в основі корисних особливостей, збільшаться в частоті. Але це незвичайний випадок, коли дана риса хороша для самок і дуже погана для самців ".

Іспользуя геномні технології, Робертс виявив ген (pax7), який відповідає за це розходження, що виражається в наявності кольорової плями. Він виявив, що помаранчеве пляма - це аллель, яка виробляє змінну пігментацію у самок і є домінуючою над «забороненою коричневої» аллелью (яка відповідає за загальну коричневу пігментацію). Виявлена ??аллель перебувала дуже близько до детермінатіви жіночої статі. Генетичний конфлікт, який почався через колір, розв'язалася нової мутацією, яка тепер виконує функцію визначення статі і дозволяє сміливо стверджувати, що риба з помаранчевим плямою - це самка.

"Це дослідження об'єднує дві таємниці еволюції: неймовірне розмаїття риби в озерах Східної Африки і генетичне обгрунтування механізму визначення статі "- каже Сем Шейнер, керівник програми підрозділи Екологічної Біології при Національному Науковому Фонді, який фінансував дослідження. "Це дослідження показує як прості генетичні зміни можуть призвести до величезного біологічного розмаїття".

Самцам не вигідно мати окремі кольорові плями, вони повинні поставати в яскравому забарвленню, щоб залучати величезну кількість самок (на верхньому фото показана нормальна забарвлення самця, а риба на фото знизу демонструє окремі кольорові плями). Популярні статті новості науки і технікі тільки на нашому портале.

Орігінал (на англ. Мовою): Sciencecodex.com

• Одинокий дельфин развил уникальный язык
• Крылья птиц и летучих мышей: разные пути эволюции
• Обнаружен неожиданно крупный вид древнего млекопитающего в Патагонии
• Путешествия мамонтов связаны с самыми ранними охотничьими лагерями Аляски
• Серые рифовые акулы меняют наши представления о том, как они дышат
• У Галапагосских островов обнаружили корраловый риф
• Обнаружено фильтрующее питание, подобное китовому, у доисторического морского рептилии
• Мини-кенгуру возвращаются в Южную Австралию после исчезновения на 100 лет