В то время как большинство животных — более 99 процентов — считают, что сексуальный образ жизни — лучший путь к эволюционному успеху, некоторые виды нематод с корневыми узлами могут размножаться только без секса. Вместо того чтобы зайти в эволюционный тупик, эти вредители растений имеют более широкий географический диапазон и могут заразить большее количество сельскохозяйственных культур, чем половые виды.
Чтобы выяснить причины их успеха, исследователи секвенировали и собрали геномы трех наиболее вредных нематод, вызывающих корневые узелки, и сравнили их с их половым родственником. Бесполые геномы большие, с многочисленными дублированными областями, возникшими в результате прошлых репродуктивных событий, когда по крайней мере два отдельных генома недавно гибридизировались вместе.
Дальнейший анализ показал, что каждая из копий гена имеет разные последовательности и функции. Помимо этих копий генов, геномы бесполых нематод богаты мобильными элементами, сегментами ДНК, которые способны перемещаться и размножаться в геномах.
Эти элементы могут обеспечивать геномную пластичность и иметь функциональные последствия. Исследователи подозревают, что необычная гибридная структура генома бесполых нематод помогла им успешно адаптироваться к широкому спектру сред, даже при отсутствии пола.Эти результаты ставят под сомнение преобладающую идею о том, что половые виды всегда будут побеждать своих бесполых родственников, и могут даже иметь более широкое значение для нашего понимания того, почему возник пол.
Работа также поддерживает существующую идею о том, что гибридизация — это эволюционный феномен, способный дать начало новым паразитам и инфекционным организмам. Для селекционеров более глубокое понимание этих экономически значимых паразитов может потенциально помочь в выведении лучших сортов растений, которые могут противостоять атакам нематод и уменьшать потери урожая.
Этьен Г.Дж. Данчин добавляет: «В течение долгого времени нематоды с корневыми узелками оставались эволюционной загадкой, потому что самые разрушительные сельскохозяйственные паразиты — это те, которые отказались от секса и мейоза. Накопление вредных мутаций, как ожидается, будет представлять собой эволюционный тупик. Анализируя и сравнивая их геномы, мы предоставляем крупномасштабные доказательства того, что эти бесполые нематоды подверглись гибридизации и являются полиплоидными.
Их дублированная архитектура гибридного генома обеспечивает этим нематодам множественные копии генов. демонстрируя расходящиеся последовательности и паттерны экспрессии, где их половые родственники имеют очень близкие аллели.Мы подозреваем, что эти множественные копии обеспечивают резервуар для адаптации к различным средам и растениям-хозяевам и представляют собой эволюционное преимущество перед их половыми родственниками (по крайней мере, в краткосрочной перспективе) . Их интригующий паразитический успех, несмотря на Таким образом, отсутствие пола могло быть связано с их гибридным происхождением, когда они объединили несколько геномов адаптированных паразитических нематод в один вид.Теперь важно понять, как появились эти гибриды и могут ли те же условия способствовать появлению еще более агрессивных и разрушительных новых гибридов ».