Против Дарвина: ученые обнаружили, что черви «переписали» свою ДНК, чтобы выжить на суше

Новое исследование поставило под сомнение классическое представление о постепенности эволюции. Ученые из Института эволюционной биологии в Испании выяснили, что морские черви, переселившись на сушу более 200 миллионов лет назад, не просто адаптировались — их геном буквально взорвался и собрался заново. Такое масштабное и стремительное изменение генетического кода подтверждает теорию «прерывистого равновесия» — идею о том, что эволюция может происходить не плавно, а скачками.

Эволюция через генетический хаос

Исследователи впервые секвенировали высокоточные геномы дождевых червей и сравнили их с близкими морскими видами — пиявками и многощетинковыми червями. Оказалось, что при переходе к наземной жизни их ДНК подверглась радикальной перестройке: геном был разбит на множество фрагментов и хаотично собран заново. Это явление резко контрастирует с нео-дарвиновской моделью постепенных изменений. «Я заставляла команду проверять результаты снова и снова. Мы не могли поверить, что геном мог измениться настолько быстро и хаотично», — говорит руководитель исследования Роса Фернандес. Этот «генетический взрыв» напоминает процессы, наблюдаемые при развитии рака у человека — так называемую хромоанагенезу. Однако в случае червей подобная перестройка не привела к гибели, а наоборот — дала им эволюционное преимущество.

Гибкость — ключ к выживанию?

Команда ученых обнаружила, что геномы червей обладают гораздо большей структурной гибкостью, чем у позвоночных. Благодаря этому гены могли перемещаться и встраиваться в новые комбинации, не теряя своей функциональности. Такое свойство, по мнению авторов, могло помочь червям быстро адаптироваться к жизни на суше — например, к дыханию воздухом или воздействию солнечного света. Кроме того, было установлено, что некоторые участки ДНК, ранее разделенные, объединились, образовав новые «генетические химеры», которые могли ускорить адаптацию и эволюцию.

Переосмысление эволюции

Исследование вдохнуло новую жизнь в одну из самых острых научных дискуссий: эволюция — это постепенный процесс или череда резких скачков? Дарвин представлял развитие видов как медленный накопительный процесс, однако еще в 1972 году палеонтологи Гулд и Элдридж предложили альтернативу — теорию прерывистого равновесия, в которой длительные периоды стабильности сменяются краткими вспышками радикальных изменений. Новые данные в пользу этой теории могут объяснить и другие «пропущенные страницы» в палеонтологической летописи — такие как «взрыв кембрия» 500 миллионов лет назад.

Перспективы

Ученые подчеркивают важность дальнейшего изучения геномов малоисследованных беспозвоночных. Они уверены, что в этих организмах скрывается колоссальное разнообразие, способное изменить наши представления о структуре и динамике генома. Исследование было поддержано Европейским научным советом (ERC) в рамках проекта SEA2LAND и Каталонским проектом биогенома. В работе участвовали исследователи из университетов Барселоны, Мадрида, Кельна, Брюсселя и Тринити-колледжа.

• Зимний морской лёд усиливает способность Южного океана поглощать CO₂
• Горбатые киты играют с людьми, пуская кольца пузырей: возможно, это способ общения
• Как жили «полярные динозавры»: ученые воссоздали древнюю экосистему Антарктики 120 миллионов лет назад
• Койоты в Лос-Анджелесе менее склонны проводить время в богатых районах
• Робот-прыгун, похожий на веснянку
• Почему летучие мыши спят, вися вниз головой?
• Одинокий дельфин развил уникальный язык
• Крылья птиц и летучих мышей: разные пути эволюции