Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Бамбуковая диета сблизила панд на генетическом уровне

Китайские ученые впервые секвенировали геном красной панды (Ailurus fulgens). Сравнив его с геномом большой панды (Ailuropoda melanoleuca), они нашли генетическую основу  признаков, возникших в результате конвергентной эволюции обоих видов: ложного большого пальца и бамбуковой диеты. Статья об исследовании опубликована  в журнале PNAS.

Бамбуковая диета сблизила панд на генетическом уровне

Большая и красная панды – один из примеров конвергентной эволюции – эволюционного процесса, в ходе которого возникает сходство между представителями различных систематических групп, обитающих в похожих условиях. Большая панда относится к семейству медвежьих, ближайшие родственники красной панды из семейства пандовых – куницы, росомахи и другие представители семейства куньих. Ближайший общий предок большой и красной панд существовал около сорока трех миллионов лет назад.

Не смотря на принадлежность к отряду хищных, оба вида почти полностью травоядны, они приспособились к диете, на девяносто процентов состоящей из бамбука. У большой и красной панды независимо развились приспособленность к перевариванию бамбука и ложный большой палец: похожая на редуцированный палец увеличенная сесамовидная кость запястья, которая помогает животным захватывать побеги.



Бамбуковая диета сблизила панд на генетическом уровне
Ложный большой палец панды. Слева направо: действие, вид, строение.

Физиологические признаки конвергентной эволюции панд очевидны, но до сих пор никто не исследовал ее на генетическом уровне.

Именно это и проделали авторы новой работы. Они впервые отсеквенировали геном самца красной панды и дополнили информацию о геноме большой панды. Использовав методы сравнительной геномики они идентифицировали семьдесят адаптивно конвергентных генов.

Часть обнаруженных генов влияет на усвоение питательных веществ из бамбука. Например, гены PRSS1, PRSS36 и CPB1, вовлеченные в процесс переваривания белка, увеличивают эффективность усвоения аминокислот лизина и аргинина, компенсируя их недостаток в бамбуке. Гены ADH1C и CYP3A5 регулируют метаболизм витамина А, а CYP4F2 и GIF – витамина В12. Оба этих витамина отсутствуют в растительной диете: витамин А панды получают из прекурсора бета-каротина, а В12 вырабатывают кишечные бактерии. Использование пандами обоих витаминов должно быть максимально эффективным.

Еще два гена, DYNC2H1 и PCNT, по мнению исследователей могут влиять на развитие ложного большого пальца. Мутации этих генов у людей и мышей приводят к патологиям в формировании конечностей, например, полидактилии. Но точный механизм влияния этих генов на формирование ложного большого пальца пока неизвестен.

Интересно, что помимо общих рабочих генов ученые обнаружили что у большой и красной панды отключились (превратились в нефункциональные копии) десять одинаковых генов, среди которых ген рецептора умами TAS1R1, необходимый животным с преимущественно белковой диетой.

Исследование конвергенции большой и красной панды на генетическом уровне показало, что адаптация к бамбуковой диете происходила сразу на нескольких «фронтах». Оно позволяет лучше понять механизмы конвергентной эволюции.

Автор: Маньшина Анна

Ссылка на источник

Tags: генетика, геном, животные, метаболизм, питание, физиология, эволюция
Subscribe

Posts from This Journal “генетика” Tag

promo alev_biz 16:41, вчера Leave a comment
Buy for 20 tokens
IV Всероссийский съезд по радиохирургии и стереотаксической радиотерапии прошел 13-14 октября в Санкт-Петербурге. На ежегодное мероприятие собрались врачи-радиотерапевты, онкологи, нейрохирурги, рентгенологи, радиологи и медицинские физики из регионов России и стран ближнего и дальнего зарубежья.…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 1 comment