Биологи выяснили, что почти половина
генов в половой Х-хромосоме червеобразных ящериц, относящихся к наиболее
древней группе чешуйчатых рептилий, генетически схожа с неполовыми хромосомами
курицы. Эта необычная генетическая комбинация не встречается у других
пресмыкающихся, что говорит о независимом происхождении половых хромосом в
разных группах рептилий. Результаты исследования, поддержанного грантом
Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в
Journal of Evolutionary Biology.
Червеобразная ящерица Dibamus deharvengi
из южного Вьетнама. Источник: Эдуард Галоян.
В отличие от млекопитающих, пол которых зависит от
половых хромосом (пара X-хромосом определяет женский пол, а XY – мужской), у
рептилий существуют разные механизмы определения пола. Например, пол
крокодилов, черепах и некоторых ящериц зависит от температуры, при которой
развивался эмбрион в яйце. У большинства чешуйчатых рептилий, к которым
относятся змеи и ящерицы, пол, как и у млекопитающих, связан с набором половых
хромосом. Однако, в отличие от млекопитающих, у многих рептилий одинаковыми
половыми хромосомами (то есть парой XX) обладают самцы, а не самки.
Считается, что червеобразные ящерицы (Dibamidae) –
одна из наиболее древних групп рептилий, которая в процессе эволюции раньше
других отделилась от общего предка змей и ящериц. Ученые полагают, что эта
группа могла получить от последнего общего предка всех чешуйчатых некоторые
примитивные черты, в частности строение половых хромосом и механизм определения
пола. В свою очередь, исследование этих признаков поможет понять их эволюцию по
мере развития пресмыкающихся.
Ученые из Института проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова РАН (Москва), Зоологического музея МГУ (Москва), Института общей генетики имени Н. И.
Вавилова РАН (Москва), Карлова университета (Чехия) и Российско-Вьетнамского
тропического научно-исследовательского
и технологического центра (Вьетнам) описали систему определения пола
червеобразных ящериц (Dibamus deharvengi), обитающих во Вьетнаме. Для этого
авторы отловили четырех самок и двух самцов, отличающихся от женских особей
наличием рудиментарных, то есть недоразвитых, задних конечностей. Исследователи
проанализировали половые хромосомы отловленных особей и определили состав их
генов.
Авторы показали, что самцы этого вида червеобразных
ящериц имеют X и Y хромосомы, а самки – две X хромосомы, что напоминает
определение пола млекопитающих, а не родственных групп рептилий. Надо сказать,
что X-хромосома дибамид оказалась одной из самых крупных среди всех известных
позвоночных. В ее составе ученые выделили 1515 генов, около половины из которых
схожи с генами соматических (неполовых) хромосом курицы. Это говорит нам о том,
что гены в половых хромосомах по-разному комбинировались в разных эволюционных
линиях позвоночных животных. Y-хромосома червеобразной ящерицы, напротив,
оказалась слабо развитой из-за того, что в процессе эволюции лишилась части
генов.
«Мы полагаем, что комбинация генов X- и Y-хромосом
дибамид уникальна. Насколько нам известно, никогда ранее открытая нами
комбинация генов в половых хромосомах дибамид не была обнаружена у каких-либо
представителей рептилий, птиц или млекопитающих. Наши результаты закрывают
важный пробел в знаниях об определении пола у рептилий и дополнительно
подтверждают множественное независимое происхождение половых хромосом в этой
группе», – говорит руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Эдуард
Галоян, кандидат биологических наук, научный сотрудник Института проблем
экологии и эволюции имени А. Н. Северцова РАН.
«Помимо проблем определения пола нас
также интересуют вопросы происхождения тех видов рептилий, у которых популяции
представлены только самками, а также генетические механизмы, позволяющие этим
видам поддерживать парный набор хромосом из поколения в поколение. Этими
вопросами мы занимаемся на примере скальных ящериц, обитающих на Кавказе, и
некоторых тропических рептилий из Вьетнама и прилежащих стран», – сообщает
основной исполнитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Виктор
Спангенберг, кандидат биологических наук, научный сотрудник Института
проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова РАН.
Источник: пресс-служба РНФ.