Этот тип воспроизводства также означает, что им нужна сперма для запуска процесса клонирования. Таким образом, амазонка спаривается с близкородственной рыбой Молли, чтобы получить эту сперму.
Сперматозоиды проникают даже в яйцеклетку; однако ни одна из мужских ДНК не включена в яйца Молли. Скорее яйцо полностью разрушает мужские гены.
«Согласно устоявшимся теориям, этот вид больше не должен существовать. Он должен был давно вымереть в ходе эволюции», — объясняет Манфред Шартль. Биохимик заведует кафедрой физиологической химии в Биоцентре Вюрцбургского университета. Шартл с международной командой исследователей выяснил, как молли Амазонки удалось выжить, несмотря на это.
С этой целью исследователи секвенировали геном видов рыб и сравнили его с геномами родственных видов. Результаты их исследований опубликованы в текущем номере журнала Nature Ecology. Эволюция.
Противоречие установленным теориямСуществуют две основные причины, по которым виды, размножающиеся бесполым путем, не могут выжить в долгосрочной перспективе: «В какой-то момент в любом геноме происходят вредные изменения. У существ, чье потомство является чистыми клонами, эти дефекты будут накапливаться из поколения в поколение, пока не останется здоровых особей. "- объясняет Шартл. Виды, которые размножаются половым путем, могут легко устранить такие дефекты, когда количество хромосом уменьшается вдвое во время образования яйцеклеток и сперматозоидов, которые впоследствии рекомбинируются во время оплодотворения из половины материнских и отцовских хромосом соответственно.
Есть еще один аргумент против длительного выживания видов, все потомки которых являются клонами их матерей: «Эти виды обычно не способны адаптироваться к изменениям окружающей среды так быстро, как их половозрелые аналоги», — говорит Шартл. Таким образом, через несколько поколений они окажутся на проигравшей стороне эволюции, которая требует «выживания наиболее приспособленных».Уникальная генетическая изменчивостьЧтобы ответить на вопрос, почему эта теория не применима к молли Амазонки, ученые изучили их геном, а также геном двух родственных видов рыб, которые размножаются половым путем.
Главный вывод: «Мы обнаружили мало свидетельств генетической дегенерации молли Амазонки, а скорее уникальную генетическую изменчивость и явные признаки продолжающегося эволюционного процесса», — говорит Манфред Шартль и продолжает объяснять, что особенно гены, имеющие отношение к иммунной системе демонстрируют высокий уровень генетической изменчивости в геноме P. formosa. Из этого авторы исследования делают вывод, что эта изменчивость в сочетании с широким иммунным ответом существенно способствует тому, что молли Амазонки не разделяют судьбу многих других видов, которые размножаются бесполым путем, а именно становятся жертвами патогенов.
Дальнейшие результаты исследованияСравнение генома родственных видов рыб P. formosa, P. latipinna и P. mexicana показывает, что различия незначительны.
Все трое несут 25 220 генов, кодируемых белками.Удивительно, но геном P. formosa также содержит гены, которые не нужны самкам рыб, например гены сперматогенеза, развития самцов или мейоза яйцеклеток и сперматозоидов.Отсутствие серьезных генетических повреждений нельзя объяснить тем фактом, что P. formosa возникла всего несколько поколений назад. Заглянув внутрь генома, можно увидеть, что этот вид, вероятно, возник около 100 000 лет назад.
С учетом того, что новое поколение рождается каждые три-четыре месяца, это составляет около 500 000 поколений с момента появления P. formosa, что намного дольше, чем предсказывают стандартные теории как время до исчезновения. Между прочим, это на много поколений больше, чем может оглядываться назад Homo sapiens.P. formosa, вероятно, также участвует в эволюционных процессах, однако в рамках процесса отбора встречающихся в природе мутаций и конкурирующих клонов. В этом отношении бесполое размножение даже оказывается полезным для молли Амазонки: без затрат на поддержание двух полов популяция рыб может расти быстрее и достигать значительных размеров.
Все известные позвоночные, размножающиеся бесполым путем, являются гибридами — два экземпляра P. latipinna и P. mexicana были «родителями» амазонки молли. Поэтому ученые предполагают, что гибридный геном является движущей силой, благодаря которой такие виды остаются в форме. Однако это требует, чтобы гибридные гены были совместимы друг с другом, что бывает редко.
Исследователи предлагают новую теорию, называемую «гипотезой редкого образования», чтобы объяснить шансы на выживание видов, размножающихся бесполым путем, взамен старых теорий. Согласно этой теории, бесполые виды редки не потому, что они уступают другим видам, а потому, что условия для гибридного генома, который имеет решающее значение для выживания и успешного воспроизводства, настолько специфичны.