Результаты, опубликованные 6 октября в Nature Communications, помещают долгопятов на важную ветвь эволюционного древа приматов — вдоль той же ветви, которая ведет к обезьянам, человекообразным обезьянам и людям.«Мы секвенировали долгопятов не только для того, чтобы определить их место в эволюции приматов, но и потому, что их физиология, анатомия и пищевое поведение очень уникальны», — сказал Уэсли Уоррен, доктор философии, доцент генетики и старший автор исследования.Долгопяты — единственные исключительно хищные приматы, питающиеся насекомыми и мелкими птицами, грызунами и ящерицами.
С глазами вдвое больше, чем их мозг, головой, которая может поворачиваться на 180 градусов в каждом направлении, и способностью отслеживать добычу с помощью ультразвука, крошечные животные являются грозными ночными охотниками. Их ноги и ступни приспособлены для внезапных мощных прыжков с удлиненной лодыжкой, предплюсной, в честь которой они названы.
Положение долгопятов среди приматов считается спорным. Их зубы и челюсти больше похожи на приматов с «мокрым носом», таких как лемуры, но их глаза и носы больше похожи на приматов с «мокрым носом», таких как обезьяны и люди.Посредством секвенирования полного генома долгопятов Уоррен, Юрген Шмитц из Мюнстерского университета в Германии и его коллеги окончательно поместили долгопятов в категорию «сухоносых».
Исследователи проанализировали последовательности ДНК, известные как транспозоны, или «прыгающие гены», которые могут перескакивать с одной части генома на другую, часто дублируясь в процессе. Со временем транспозоны теряют способность прыгать. Новые транспозоны могут переходить в более старые транспозоны, но не наоборот.
Анализируя, какие транспозоны были встроены в другие, исследователи смогли определить, когда определенные семейства транспозонов потеряли способность прыгать, и тем самым датировать различные семейства транспозонов.Исследователи сравнили транспозонные семейства долгопятов, людей, кустарников (примат с мокрым носом) и беличьих обезьян (примат с сухим носом).
Долгопяты разделили более поздние семейства транспозонов с беличьими обезьянами и людьми, и только самые старые с бушарями, что указывает на принадлежность долгопятов к сухоносым приматам.«Прыгающие гены помогают нам понять, как виды отделились друг от друга миллионы лет назад», — сказал Шмитц. «Более длинный геном — это современный архив эволюционных изменений, которые привели к появлению человека».Наличие полного генома долгопятов также позволило исследователям всесторонне изучить гены, которые делают долгопятов уникальными.
Так как, например, глаза и лодыжки долгопятов сильно отличаются от таковых у других приматов, гены, связанные с ростом и развитием глаз или костей, вероятно, также будут отличаться.Сравнивая последовательности генов долгопятов с последовательностями других приматов, исследователи идентифицировали 192 гена, которые изменяются быстрее или медленнее, чем то, что происходит у других приматов. Эти гены, вероятно, связаны с необычными чертами долгопятов.
Затем они просмотрели научную литературу, чтобы определить заболевания человека, связанные с этими генами, и обнаружили 47 болезней. Около четверти были связаны со зрением, а еще четверть — с проблемами опорно-двигательного аппарата.«Более длинные гены, которые демонстрируют уникальные изменения, могут дать нам ключ к разгадке человеческих болезней, связанных с теми же генами», — сказал Уоррен. «Если аминокислота была изменена уникальным образом и предположительно связана с новой мускулатурой долгопятов, возможно, это важная часть белка и заслуживает более пристального внимания, когда связана с заболеванием человека».Анализ более длинного генома также показал, что эти удивительные животные демонстрируют признаки сокращения популяции.
«Мы думаем, что численность населения сокращается, а не восстанавливается», — сказал Уоррен. «По большей части сокращение происходит из-за потери среды обитания, но торговля домашними животными также вносит свой вклад. После отлова, к сожалению, результатом часто становится смерть из-за несоблюдения физических и диетических потребностей. мы не меняем эти траектории ".
Исследователи надеются получить ДНК других видов и популяций, которые они планируют использовать, среди прочего, для оценки здоровья этой популяции.«Если мы сможем секвенировать геном других долгопятов, мы сможем измерить разнообразие популяции.
Популяция с большим количеством разнообразия должна быть более способной пережить изменения в окружающей среде», — сказал Уоррен. «Это поможет нам определить, насколько они действительно находятся под угрозой исчезновения, и мы сможем принять меры для их лучшей защиты».