Питон и кобра раскрыли генетические тайны змей

Тигровый питон и королевская кобра стали первыми змеями, чей геном прочитали полностью. Это позволило не только рассмотреть их частные генетические особенности, но и примерно оценить скорость и характер генетической эволюции этой группы рептилий по сравнению с другими позвоночными.

Зоологи давно используют достижения молекулярной биологии в своих целях. Например, о родственно-эволюционных связях между группами животных куда проще судить, имея на руках последовательность генома. Но в этом смысле разным животным везёт по-разному; вот и до змей руки у учёных дошли только сейчас. Сразу две большие исследовательские группы опубликовали результаты анализа всего генома королевской кобры и тигрового питона. Эти виды стали первыми змеями, ДНК которых полностью секвенировали.

Питон и кобра раскрыли генетические тайны змей

Королевская кобра (Ophiophagus hannah)

Разумеется, исследователи занялись этим не просто так, а чтобы понять, как на генном уровне отражается тот весьма своеобразный внешний вид и образ жизни, который ведут эти рептилии. С помощью генетического анализа можно не только выяснить, что за молекулярные механизмы стоят за той или иной особенностью змей, но и то, как эти существа, как говорится, дошли до жизни такой, то есть какие эволюционные изменения с ними происходили.

Тодд Кэстоу (Todd Castoe) из Техасского университета в Остине (США) и его коллеги занимались тёмным тигровым питоном, который обитает в Юго-Восточной Азии и в последнее время стал инвазивным видом в южных штатах США. Исследователи не просто прочитали его ДНК, но ещё и сравнили активность питоньих генов в сердце, печени, почках и тонком кишечнике до еды и после — через один день и через четыре дня после угощения.

В журнале PNAS зоологи сообщают, что изменения в активности генов у питона были на удивление масштабными: еда заставляла работать иначе буквально половину генов, и изменения эти происходили в течение 48 часов. В результате метаболизм питона ускорялся в 40 раз, а его внутренние органы (кишечник, почки и печень) за три дня вдвое увеличивались в размерах.

Что же до кобры, которой вместе с коллегами занимался Николас Кэйсвелл (Nicholas Casewell) из Бангорского университета (Великобритания), то тут учёных интересовала в первую очередь ядовитость змеи, её умение создавать ядовитую смесь из 73 пептидов и белков. Как пишут авторы в том же PNAS, в производстве яда у кобр задействовано 20 семейств генов, причём, что любопытно, те гены, которые работают в ядовитых железах, имеют двойников в других частях тела рептилии. В ходе эволюции «ядовитые» гены получали дополнительные копии, причём нередко не одну, и эти копии могли мутировать, ещё более усложняя яд.

Питон и кобра раскрыли генетические тайны змей

Тигровый питон (Python molurus)

В ходе эволюции ядовитые змеи вынуждены постоянно совершенствовать свой яд, поскольку их жертвы одновременно становятся более устойчивыми к тем токсинам, которыми их травят рептилии. Жизнь змеи в буквальном смысле зависит от яда, поскольку ничего, кроме него, она противопоставить противнику не может, и понятно, почему для этих целей выделены столь масштабные генетические ресурсы.

Исследователи из обеих групп попробовали заодно сравнить между собой геномы питона и кобры, а также сопоставить результат с ДНК других позвоночных, в том числе с ДНК единственного ядовитого вида млекопитающих — утконоса.

Для этого у обеих змей выбрали около семи с половиной тысяч генов, присутствующих в их геномах в одной копии. Как и ожидалось, генетические изменения в змеях шли с огромной скоростью, намного превышающей показатели других животных. Кроме того, количество генетических модификаций у змей тоже было много бо́льшим. Что понятно: форма тела, образ жизни и прочее у змей настолько необычны, что без масштабных генетических изменений, без сильнейших перестроек, которые позволили бы приспособиться к выбранной нише, было не обойтись.

При этом учёные отмечают, что многие изменения заключались не столько в том, как происходило управление уже существующими генами, сколько в появлении новых. Считается, что основной молекулярный инструмент эволюции — это перенастройка регуляции генов, внесение изменений в регуляторные области, но не появление новых кодирующих блоков. Однако змеи, видимо, в этом смысле оказываются некоторым исключением — из-за склонности их генома множить копии генов, которые в дальнейшем могут изменяться, как захотят.

Впрочем, делать какие-либо особенно масштабные выводы об эволюции змей всего лишь по двум геномам, наверное, рано, а потому сами исследователи предлагают дождаться появления ещё десяти змеиных геномов, которые должны быть исследованы в ближайшие два года.

Если заметили ошибку, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter


65d5c25b

Собаки 1815 Евгения Самарская

Цвергпинчер. Большой пес в маленькой упаковке

Я всегда мечтала о собаке, но все как-то не складывалось. А тут еще пришлось переехать в Одессу, где жилищные условия не позволяли держать четверолапого питомца – на съемных квартирах и слышать не хотели о животных. Возникла и другая немаловажная проблема –…

Собаки 2964 Мария Битаева

Необыкновення доса

Корейская порода доса или корейский мастиф, образовалась в XIX веке путем скрещивания японской тосы с европейскими и азиатскими молоссами, и сразу же стала почитаема среди местного населения Кореи. В наше время представители этой породы уже не имеют большой…

Собаки 1772 Вадим Дудченко

Можно ли не гулять с собакой?

Многие владельцы собак любят своих питомцев очень сильно, но когда речь заходит о ранних прогулках, гулянии в дождевую и холодную погоду, то эти обязанности очень сильно тяготят. Наверное, именно из-за этого многие задаются вопросом – обязательно ли постоянно…

Собаки 2304 Татьяна Гаврюк

Счастливый рок ПЕМБРОКА

Корни этой породы лежат не в мраморных залах и золоченых спальнях чопорной знати, а в истоптанной копытами навозной глине пастбищных загонов и грязных лачуг Уэльса XII века. Существует изумительная сказка о том, что когда-то корги служили маленькими лошадками…

Кошки 1234 Вадим Дудченко

Кошки в религии и мифологии

Испокон веков кошачьи считаются обладателями сверхъестественных способностей. В многих культурах являлась атрибутом или спутником магических ритуалов. Стоят наравне с высшими божествами. Множество легенд и поверий связано с этим домашним питомцем.

Кошки 2427 Людмила Мазилина

Ванская красавица, или «Кто на свете всех милее?»

Что поражает при первом взгляде на это удивительное творение природы под названием «ванская кошка», так это глаза: они лучезарно смотрят на вас и производят фантастическое впечатление, буквально завораживают и окунают в бескрайнюю Вселенную. И вот вы берете…

Кошки 2471 Лариса Хренова

Бурма. Кошка с поцелуями солнца

История этой породы уходит далеко на Восток. Первое упоминание о бурманских кошках можно найти в древней книге «Стихов о кошках», которая хранится сейчас в музее Бангкока. По разным сведениям, эта книга была написана между 1350 и 1750 годами, в ней…

Кошки 2381 Наталья Гавриленко

Украинский левкой. Идеальный питомец для любой семьи

Загадочные, утонченные, неземные создания! Необычная внешность, грациозное тело – всё в них завораживает и привлекает. Кажется, что эти животные прибыли к нам из другого мира. А много ли вы знаете об украинских левкоях? Похожи ли они на наших привычных…

Аквариум 1521 Вадим Дудченко

Какие бывают виды декораций для аквариумов

Если ваше любимое домашнее животное - это рыбки, то вы наверняка задавались вопросом обустройства их жилья. Красиво украшенный аквариум может стать отличным элементом декора в комнате и ее главным акцентом.

Аквариум 3594 Лариса Семикова

Рыбка с нелегкой судьбой

Странно, уж сколько аквариумных рыбок я перевидала на своем веку, уж скольких с горечью похоронила. Казалось бы, закаленная, ничем не проймешь. А все равно, нет-нет, нежданная сентиментальность вдруг заполнит душу, как ряска весенний водоем. И вот уже,…

Рыбы 3925 Анатолий Золозов

С мечом наперевес…

В конце Второй мировой войны английский танкер «Барбара» следовал из Нового Орлеана в Ливерпуль через Атлантику. В районе плавания весьма вероятны были нападения немецких подводных лодок, поэтому на танкере велось тщательное наблюдение за морем. Около 14…

Аквариум 5248 РЕДАКЦИЯ ЖУРНАЛА

АкваТерра-шоу–2016

В Киеве, в Выставочном центре «АККО Интернешнл», 3 и 4 сентября прошла Первая уникальная выставка «АкваТерра Шоу – 2016», посвященная современной аквариумистике и террариумистике. Организаторы: Общественный Союз «Объединение зообизнеса Украины» и…

Экзотеррариум 4338 Руслан Подгорный

Рептилии Аскании-Нова

Несмотря на широкое распространение степной гадюки (Средняя и Восточная Европа, северо–западная часть Азии), ее ареал на юге Украины ограничен, в основном, целинными участками, поскольку пахотные земли малопригодны для обитания этих рептилий. Основное условие…

Дикие животные 5079 Светлана Мауэр

Волчья охота

Волки... Непостижимые и загадочные... Универсальная страшилка для детей и существо, вызывающее бессознательный ужас у взрослых. Зверь, овеянный ореолом мистики, как никакой другой на земле. Что же так впечатляет в волках? ак впечатляет в волках?

Экзотеррариум 2997 Руслан Подгорный

Земноводные биосферного заповедника Аскания-Нова

Как пресмыкающиеся, так и земноводные (амфибии) считаются древними обитателями нашей планеты. Существенное отличие пресмыкающихся от амфибий заключается в том, что первые могут не только обитать на суше, но и размножаться на ней. Амфибиям же для продолжения…

Дикие животные 4754 Лилия Вишневская

О «крысобелках», древнеримcком интересе и кулинарных пристрастиях Cosa Nostra

В сказке про Алису есть весьма интересный персонаж – Мышь соня. Милое созданье очень любит спать, потому его так и зовут – соня. Но что удивительно, именно благодаря книге Льюиса Кэрролла многие дети впервые знакомятся с этим маленьким грызуном. Конечно, Соня…

Птицы 3326 Елена Гоенко

Решив приобрести птицу, вы берете на себя ответственность

Почему люди решают завести именно птицу, а не собаку или кошку? Довольно часто мы слышим истории о том, как человек, придя в зоомагазин или на «птичий рынок», глаза в глаза сталкивается с этим удивительным творением природы или слышит в свой адрес «Привет» и…

Дикие птицы 3597 Генадiй Фесенко

Жовна чорна

Зустріч з жовною у лісопарку міста – це завжди невеличка подія. У сіруватий незатишний зимовий день, коли налітає різкий дошкульний вітер і раз-по-раз обсипає сніговою крупою, в грабовому лісі геть похмуро. Стовбури дерев чорніють, перемішано розбрівшись по…

Дикие птицы 4167 В. С. Гавриленко

Когти, острые когти и очень острые когти

Хищный, загнутый и заостренный книзу клюв приспособлен к раздиранию пойманной жертвы, а вот ловят они добычу и умерщвляют не чем иным, как когтями, приводимыми в действие мышцами мускулистых ног. Среди нашей орнитофауны особенно преуспели в выращивании когтей…

Птицы 4720 Руслан Подгорный

Летят перелётные птицы ...

Дальние перелеты птиц в теплые края и обратно всегда были не только предметом изучения орнитологов, но и всеобщего восхищения. Шутка ли, преодолеть тысячи километров к брегам жаркой Африки, Азии, Южной Америки, при этом не заблудиться, пролететь сквозь…

Статистика



Журналы

Top
Если нашли ошибку, выделяете её мышкой и нажимаете сочетание CTRL+ENTER