Как и поезда, идущие по отдельным, но параллельным путям, иногда силы эволюции могут воздействовать на разные виды, бегущие по этим путям очень похожими способами.
Возьмите эволюцию простой черты, обнаруженной у птиц: оперение ног.
Ведущий исследователь Кьяра Бортолуззи и его коллеги из Университета Вагенинген в Нидерландах исследовали генетическую основу оперения стопы, фенотип, который наблюдается у некоторые породы курицы.
«Оперение ног – интересный случай, поскольку, хотя это очень узнаваемая черта который может быть очень легко выбран для фиксации в породах, на самом деле это не моногенный признак, вызванный одним геном “, – сказал Бортолуззи.
Признак, известный с научной точки зрения как ptilopody, может наблюдаться у одомашненных и диких видов птиц и характеризуется частичным или полным развитием перьев на коже лодыжек и ступней.
Предыдущая работа показала, что регуляторные мутации в генах Tbx5 и Pitx1 способствуют оперению ног у одомашненных пород голубь. Бортолузи хотел выяснить, могут ли подобные мутации также влиять на оперение ног у цыплят, и если да, то могут ли одинаковые пути изменяться с помощью одних и тех же регуляторных механизмов.
Параллельная эволюция известна как независимое развитие подобных фенотипических признаков в отдельных, но связанных линиях. Другими словами, когда человек сталкивается с необходимостью адаптироваться, природа может использовать тот же генетический набор инструментов, чтобы найти новые решения.
Теперь в расширенном онлайн-издании журнала Молекулярная биология и эволюция , Bortoluzzi и соавторы сообщают, что, действительно, сходные мутации в одном и том же наборе генов влияют на сходные молекулярные пути, способствующие оперению ног у одомашненных цыплят.
Для выполнения своего исследования они использовали комбинацию широкого геномного анализа с последующим сравнительным геномным анализом и анализом экспрессии генов. Образцы ДНК 169 из 87 традиционные породы кур использовали для анализа секвенирования всего генома с последующим анализом экспрессии тканей и генов.
Демонстрируя, что генетические варианты в Tbx5 и Pitx1 являются основными факторами, влияющими на оперение ног, авторы выявили 17, 000 длинная генетическая делеция пары оснований вблизи Pitx1. Это удаление удаляет ту же самую точную область у голубей с оперением ноги. Таким образом, не только одни и те же гены участвуют в фенотипе оперения ног у голубей и кур, но природа мутаций также очень похожа, по крайней мере, в случае Pitx1.
«Это действительно удивительно видеть, хотя курица и голубь разошлись более чем 89 миллион лет назад мы смогли найти у обоих видов одинаковое количество локусов и одинаковое количество генов», – сказал Бортолуззи. «Это сходство еще более поразительно и примечательно, поскольку аналогичная делеция в одном из локусов имеет одинаковый результат в регуляции экспрессии генов».
Рукопись является убедительным доказательством того, что оперение ног развивалось в результате параллельной эволюции у кур и голубей.
«Интересный аспект заключается в том, что оперение ног также можно наблюдать у диких видов птиц, включая белую сову, беркута и белую куропатку», – сказал Бортолуззи. «У этих диких видов хищных и бореальных ptilopody полностью эволюционировал путем естественного отбора. Однако появление фенотипа предполагает, что одни и те же лежащие в основе гены и мутации могут эволюционировать у разных видов при разных типах отбора и давления отбора. очень интересно продолжить проверку этой гипотезы в будущих исследованиях как диких, так и одомашненных видов птиц».