Высокодинамичные половые хромосомы у рыб-цихлид

Из уроков биологии в школьные годы мы знаем, что XX означает женский пол, а XY – мужской. У млекопитающих эти совокупности половых хромосом определяют, станет ли человек женщиной или мужчиной. Иначе обстоит дело с птицами, где применяется принцип ZW = самка, ZZ = самец. У многих рептилий пол определяется температурой, при которой развиваются яйца. Таким образом, способ определения генетического пола может варьироваться от вида к виду, при этом в ходе эволюции возникли разные системы определения пола. У рыб, наиболее биологически разнообразной группы позвоночных, мы находим различные генетические системы (включая типы XY и ZW млекопитающих и птиц соответственно), а также системы окружающей среды (как у многих рептилий).


Эволюция половых хромосом

Половые хромосомы происходят из «нормальных» хромосом – аутосом – после приобретения новой мутации, определяющей пол. Образовавшаяся новая пара хромосом идет разными путями в ходе эволюции, гарантируя отсутствие обмена генами, определяющими пол, между двумя половыми хромосомами.

У млекопитающих этот процесс произошел около 165 миллионов лет назад и привел к образованию системы XY с Y-хромосомой, специфичной для мужчин. У птиц W – это хромосома, специфичная для самок. У рыб, с другой стороны, с некоторого времени было известно об отсутствии общей системы половых хромосом.

С помощью методов секвенирования генома следующего поколения, которые позволяют сравнивать геномы обоих полов, у рыб был обнаружен новый мир половых хромосом: в ходе их эволюции разные хромосомы развивались независимо друг от друга в разных линиях рыб. как половые хромосомы. Тем не менее, повторяющееся появление похожих или функционально связанных генов, определяющих пол, предполагает, что существует пул кандидатов на хромосомы, которые особенно подходят для определения пола.

Особенно разнообразны цихлиды

Группа исследователей из Департамента наук об окружающей среде Базельского университета во главе с доктором Астрид Бёне (ныне в Исследовательском музее Кениг в Бонне) исследовала эволюцию половых хромосом у очень разнообразной группы рыб – цихлид из озера. Танганьика в Африке. Особенностью этих рыб является то, что они являются ярким примером адаптивной радиации, процесса, при котором большое количество видов появляется за относительно короткое время в результате быстрой адаптации к различным средам обитания.

Исследователи проанализировали обширные данные о геноме и транскриптоме около 240 видов цихлид на предмет различий между самками и самцами, что позволило им идентифицировать половые хромосомы более чем у 70 видов. Интересно, что существенные различия между видами стали очевидны в отношении хромосом, ответственных за определение пола. В ходе эволюции цихлид в озере Танганьика также произошло несколько изменений от половых хромосом типа XY к ZW и наоборот.

«Это означает, что эти цихлиды являются рекордсменами по переходу между половыми хромосомами у позвоночных», – говорит Астрид Бёне. В то же время зоологи Базеля выяснили, что некоторые хромосомы особенно часто становятся половыми хромосомами. Это подтверждает гипотезу о том, что существует группа генов или даже целые хромосомы, которые особенно подходят для определения генетического пола.

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments