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 3157 Светлана Сай

Лаготто. Мохнатый сеньор из Романьи

Озерная собака, болотный пес, собака-грибник – так называют в мире симпатичного четвероногого красавца с кучерявой шерстью, смешной бородатой мордой и хитрыми смышлеными глазками, относящегося по международной классификации к редкой породе лаготто романьоло.

Собаки 3348 Леся Ткаченко

Боксёр – друг, который всегда рядом

Удивительная это порода – немецкий боксер! Благодаря своей врожденной социальности он всегда готов на контакт с человеком. Я бы даже сказала, этот контакт ему жизненно необходим, причем повседневно. Боксер – это рыба-прилипала: где ты – там и он. Просто быть…

Собаки 2339 Лилия Вишневская

Сокровище, которое Тибет берег тысячелетиями

Развитие и становление немногих пород собак может сравниться по драматизму с судьбой чау-чау, познавшего за свою многовековую историю все перипетии, которые только можно себе представить: любовь и уважение венценосных особ и использование в качестве источника…

Собаки 12482 Геннадий Куксов

Ротвейлер. Вязка и беременность

Для таких горе-хозяев хочу напомнить выдержку из племенного положения: «К вязке допускаются: кобели, достигшие возраста 24 месяца, прошедшие племенной смотр и получившие на сертификационной выставке оценку не ниже «отлично»; суки – достигшие возраста 20…

Кошки 2722 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 3022 Елена Потапенко

БОМБЕЙСКАЯ КОШКА. Черная жемчужина

Бомбейская кошка, или как ее еще называют «домашняя пантера в миниатюре»  – это самая что ни на есть мистическая кошка в мире. И если, согласно примете, она перейдет вам дорогу, то… Нет, не стоит сворачивать с пути, ведь она сделает  вас по-настоящему…

Кошки 2553 Сергей Миненко

Чудо природы МЕЙН-КУН

Мое первое знакомство с мейн-куном состоялось в 1992 году на выставке в Варшаве. На то время я уже 7 лет занимался разведением персидских кошек. Увидев впервые гигантских кошек, привезенных датскими заводчиками в специальных клетках, я стоял завороженный…

Кошки 3831 Лилия Вишневская

Таинственный мир кошек. Черные кошки в истории цивилизации

Кто из нас хотя бы раз в жизни не испытывал суеверного страха перед черной кошкой? Давайте признаемся, что мало кто пойдет вперед, если дорогу перешел именно черный кот. И дабы избежать беды (мало дли что!), каждый имеет в запасе свои собственные средства…

Аквариум 4841 Лариса Семикова

Неповторимое очарование моллинезий

Так выглядит родина небольшой, хорошо известной аквариумистам рыбки – моллинезии (пецилии) велифера (Poecilia velifera). Эта рыбка – прародительница множества разновидностей аквариумных моллинезий. Близкие моллинезии велифера виды – Poecilia sphenops,…

Аквариум 5588 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…

Аквариум 3896 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,…

Аквариум 5471 Лариса Семикова

Красный попугай. Рыбка-революционер

Возможно, схожесть с птицей рыбке придавала изогнутая нижняя губа, напоминающая клюв. Необыкновенных красавцев презентовала тайваньская рыборазводная фирма.

Дикие животные 3295 Руслан Подгорный

"Папик" Казимир и его молодая подруга Рикки

Бегемот, или гиппопотам, – поистине удивительное животное, которое раньше жило практически на всем юге Африки, а сейчас находится на грани исчезновения. На сегодняшний день в мире осталось около 140 тысяч особей, и их численность продолжает сокращаться.…

Дикие животные 6507 Светлана Мауэр

Маскировка в дикой природе

Каждый человек наверняка хоть раз наблюдал, как домашняя кошка охотится на птиц. Вот она затаилась в траве. От неживого объекта ее отличает лишь возбужденно подергивающийся кончик хвоста. В таком положении кошка может находиться очень долго. Даже заметив ее,…

Дикие животные 30682 Светлана Мауэр

Страшный зверь ласка

Первое, что выделяет ласку среди других хищников, это ее размеры. Взрослый зверек в среднем весит 70-100 г, самочки меньше самцов примерно на 1/3. Правда, в зависимости от мест обитания, встречаются подвиды ласки, весящие целых 200 г. Но в наших краях такие…

Экзотеррариум 3021 Зоя Берест

Бесхвостые амфибии

Первыми можно увидеть лягушек, с громким всплеском плюхающихся в воду при вашем приближении. Вынырнув, они выставят глаза-перископы, чтобы разглядеть, кто их напугал. В Украине обитают три вида Зеленых (водяных) лягушек, но в прудах Голосеева живет лишь…

Дикие птицы 4717 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 3282 Елена Гоенко

Путешествуем вместе с птицей

Многие виды птиц находятся под угрозой исчезновения, причем одним из основных факторов, который угрожает их существованию, является международная торговля. Поэтому ввоз таких птиц на территорию Украины и вывоз их за ее пределы регулируется в соответствии с…

Птицы 7194 Дмитрий Козорез

Жако. Самый талантливый говорун

Разнообразие попугаев в природе очень велико: в мире насчитывается порядка 350 их видов. Они отличаются размерами, расцветкой и местом обитания. Некоторые виды радуют глаз своей красотой, обладая потрясающим оперением, сочетающим в себе все цвета радуги,…

Дикие птицы 4288 Руслан Подгорный

Пернатые непоседы

За все время орнитологических исследований, а это 175 лет, в заповеднике побывало 250 видов птиц. В последние два десятилетия орнитофауна «Аскании-Нова» представлена 226 видами, из которых 51 занесен в Красную книгу Украины. Наибольшее количество охраняемых…

Статистика



Журналы

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