В глубинах южноамериканских рек скрывается удивительное существо, напоминающее живой фрагмент древности – двоякодышащая рыба Lepidosiren paradoxa. Ее история насчитывает сотни миллионов лет, и теперь ученые из Университета Констанца и других стран раскрыли еще одну тайну этого “живого ископаемого” – ее геном оказался самым большим среди всех известных геномов животных.
Геном-Гигант
Секвенирование генома южноамериканской двоякодышащей рыбы, длиной около 91 гигабазы, стало настоящим научным подвигом. Это эквивалентно почти 30 человеческим геномам! Для сравнения, геном австралийской и африканской двоякодышащих рыб, ранее считавшихся обладателями самых крупных геномов среди животных, в два раза меньше. Каждая из 18 хромосом южноамериканского вида превышает по размеру весь человеческий геном с его почти 3 миллиардами оснований.
Эволюция “Забытых”
Двоякодышащие рыбы – это удивительные представители древней группы позвоночных, сохранившие свою морфологию практически неизменной на протяжении 400 миллионов лет. Их способность дышать как воздухом, так и водой с помощью легких, напоминающих наши, делает их настоящими “живыми ископаемыми”.
Биолог Аксель Мейер из Констанцского университета и его коллеги отмечают: “Похоже, эволюция словно забыла о них. Эти древние существа все еще очень похожи на своих предков, словно застыли во времени.”
Секрет Растущего Генома
Но как же объяснить такой колоссальный размер генома южноамериканской двоякодышащей рыбы? Ученые обнаружили ответ в автономных транспозонах – мобильных генетических элементах, способных копировать себя и перемещаться по геному. В случае с этой рыбой они действуют с особой активностью.
В течение миллионов лет транспозоны “надували” геном южноамериканской двоякодышащей рыбы до невероятных размеров, увеличивая его примерно на величину человеческого генома каждые 10 миллионов лет. Этот процесс продолжается и по сей день – транспозоны все еще активны.
Особая Химия Генома
Ключевым фактором, способствующим такому стремительному росту генома, оказался необычайно низкий уровень рибонуклеиновой кислоты (рРНК). Эта молекула обычно подавляет активность транспозонов. В южноамериканской двоякодышащей рыбе механизм подавления ослаблен, что дало транспозонам свободу “размножаться” и расширять геном.
Это открытие не только раскрывает тайну гигантского генома удивительной рыбы, но и предлагает уникальный взгляд на эволюционные процессы, демонстрируя, как даже в условиях медленного темпа изменений внешности, генетический ландшафт может претерпевать радикальные трансформации.
Результаты исследования опубликованы в авторитетном научном журнале Nature, открывая новую главу в изучении эволюции и генетики этих древних живых чудеса.
