Исследователи разгадали тайну ДНК большой белой акулы
Гены большой белой акулы упрямо отказываются укладываться в научные представления о популяционной генетике, и это превращает изучение этого вида в одну большую загадку. С тех пор как более двух десятилетий назад учёные приступили к расшифровке её генома, появляющиеся данные не столько проясняют, сколько множат вопросы.
Оказалось, что большая белая акула не представляет собой единый глобальный вид с однородной генетикой, а делится как минимум на три крупных генетических группы, вероятно образовавшихся от общей популяции, существовавшей примерно 10 тысяч лет назад, до конца последнего ледникового периода, когда резкие изменения климата привели к сокращению численности и перераспределению ареалов. Одна из современных групп сосредоточена в северной части Тихого океана, другая — в южной части Тихого и Индийском океанах, а третья объединяет популяции Северной Атлантики и Средиземного моря. Казалось бы, эволюционное моделирование и классические механизмы, такие как филопатрия, миграция и генетический дрейф, должны объяснить эту структуру, однако исследователи упорно натыкаются на тупики: данные не вписываются в ожидаемые сценарии.
Главный парадокс состоит в том, что ядерная ДНК у акул из разных регионов оказывается в целом однородной, тогда как митохондриальная ДНК (мтДНК) демонстрирует поразительные различия.
Поясним: ядерная генетическая информация, наследуемая от обоих родителей, даёт картину родственных связей и общего генетического фона, но митохондриальная ДНК, унаследованная, как полагают, преимущественно по женской линии, служит удобным маркером материнских линий и обычно помогает ученым восстановить миграционные маршруты и границы популяций.
На практике же для больших белых акул этот подход оказался бесполезен: даже при анализе одного из крупнейших наборов данных, включающего секвенирование более сотни особей со всего мира, исследователи не смогли получить связной картины. Ранее выдвигалось предположение, что причина разброса мтДНК в феномене женской филопатрии — склонности самок возвращаться к местам своего рождения для нереста и воспитания молоди. Наблюдения действительно показывают, что самки, хотя и способны преодолевать огромные расстояния, чаще возвращаются в определённые районы для воспроизводства, тогда как самцы ведут более бродячий образ жизни. Но когда ученые проверили эту гипотезу на практике, результаты разрушили картину: в ядерных данных не было ожидаемого сигнала, который показал бы ограничение генетического обмена между популяциями вследствие строгой женской филопатрии. Если бы только несколько самок из поколения в поколение вносили основной вклад в локальные популяции, это отразилось бы хотя бы частично на ядерной генетике, но такой закономерности не обнаружено.
Ученые даже предположили, что могли бы играть роль дисбалансы в соотношении полов или то, что лишь немногие самки вносят вклад в генетическое наследие, но и это не объяснило имеющегося рисунка. Одна из последних оставшихся гипотез — действие какого-то альтернативного эволюционного механизма, который до сих пор не включён в стандартные модели популяционной генетики. Авторы исследования подчёркивают, что единственное известное объяснение, которое ещё можно было бы допустить, — это отбор, действующий именно на митохондриальную генетику: определённые варианты мтДНК давали преимущества в данном регионе и были отточены естественным отбором. Однако это представляется маловероятным: глобальная численность больших белых акул оценивается примерно в 20 тысяч особей — это сравнительно небольшая популяция, и, если бы какая-то форма мтДНК давала решающее преимущество, она бы, вероятно, проявляла себя как фактор выживания при серьёзной угрозе, чему нет очевидных подтверждений.
Авторы исследования предполагают, что подобный подход к изучению мтДНК мог бы пролить свет и на другие виды акул, где ранее филопатрия самок выводилась из генетических данных без достаточной проверки.
Свежие комментарии