Самый обширный анализ такого рода показывает, что хромосомы бабочек и мотыльков остались практически неизменными с момента их последнего общего предка более 250 миллионов лет назад. Эта стабильность сохраняется, несмотря на невероятное разнообразие форм крыльев, размеров и гусениц, наблюдаемое сегодня у более чем 160 000 видов по всему миру. Исследователи из Института Сэнгера (Wellcome Sanger Institute) и их коллеги из Эдинбургского университета проанализировали и сравнили более 200 высококачественных геномов бабочек и мотыльков на уровне хромосом, чтобы лучше понять их эволюционную историю. Далее они обнаружили редкие группы видов, которые нарушили эти генетические нормы и подверглись генетическим перестройкам, включая слияние хромосом — когда две хромосомы сливаются — и деление — когда одна хромосома расщепляется. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Ecology and Evolution, проливают свет на жесткие ограничения, регулирующие эволюцию генома у этих экологически важных насекомых. Они также позволяют понять, какие факторы позволили отдельным видам нарушить эти правила эволюции. Эти сведения могут помочь в работе по сохранению природы, определяя целевые стратегии, отслеживая состояние экосистем, адаптируясь к изменению климата и включая генетическую информацию в более широкие природоохранные инициативы. Работа является частью Дарвиновского проекта «Древо жизни», направленного на изучение всех 70 000 видов животных в Великобритании и Ирландии, и вносит вклад в более масштабный проект „Биогеном Земли“, направленный на изучение всех 1,6 миллиона видов на Земле. Исследование поднимает более широкие вопросы о том, как хромосомные изменения формируют биоразнообразие с течением времени. Исследователи продолжат целенаправленную работу по изучению всех 11 000 европейских видов бабочек и мотыльков в рамках недавно запущенного проекта «Психея». Бабочки и мотыльки — в совокупности называемые Lepidoptera — составляют 10 процентов всех описанных видов животных и являются чрезвычайно важными опылителями и травоядными во многих экосистемах. В новом исследовании ученые из Института Сэнгера (Wellcome Sanger Institute) и их соавторы поставили перед собой задачу понять процессы, определяющие эволюцию хромосом этой весьма разнообразной группы. Они идентифицировали 32 предковых строительных блока хромосом, названных «элементами Мериана» в честь энтомолога-первооткрывателя XVII века Марии Сибиллы Мериан4, которые сохранились у большинства видов бабочек и мотыльков со времен их последнего общего предка более 250 миллионов лет назад. За исключением одного древнего события слияния двух хромосом, которое привело к появлению 31 хромосомы у большинства современных видов5, хромосомы большинства современных видов напрямую соответствуют этим предковым элементам Мериан. Команда обнаружила, что не только хромосомы невероятно стабильны, но и порядок расположения генов в них. Команда обнаружила несколько видов с незначительными изменениями, в основном связанными со слиянием небольших аутосом6 и половой хромосомы. Это подчеркивает роль длины хромосом как движущей силы эволюционных изменений. Однако исследователи обнаружили редкое подмножество видов, таких как голубые бабочки — Lysandra — и группа, содержащая капустных белянок — Pieris — которые не поддались этим ограничениям структуры генома. Эти группы претерпели обширную перестройку хромосом, включая разрыв хромосом и крупномасштабную перестройку путем деления и слияния. Работа расширяет понимание факторов, которые приводят к генетическому разнообразию внутри этих насекомых. Это может помочь в работе по защите и сохранению конкретных видов, сталкивающихся с уникальными проблемами и изменениями окружающей среды, связанными с изменением климата. Шарлотта Райт, первый автор исследования из Института Wellcome Sanger, сказала:
Профессор Марк Блакстер, старший автор исследования и руководитель программы «Древо жизни» в Институте Веллкома Сэнгера, добавил в заключение:
21.02.2024 |
Биосфера
TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем | |
Есть много анекдотов о том, как дики... |
FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными | |
Раньше африканские гигантские крысы умели нахо... |
Communications Biology: Ученые впервые зафиксировали многомиллионное хищничество | |
Рыбы, которые в силу эволюционного поведе... |
JVIM: ИИ находит шумы в собачьем сердце с точностью 90% | |
Алгоритм, изначально разработанный для лю... |
PNAS: Эпоху динозавров запустил лед, а вовсе не пламя | |
201,6 миллиона лет назад произошло массов... |
Российские ученые: Моржи на Ямале вышли на лежбище раньше обычного | |
Учёные завершили восьмую экспедицию на се... |
RSTB: Социальные виды, включая людей, живут и размножаются дольше | |
Социальные виды живут дольше и размножают... |
Science: Человечество повлияло на эволюцию сменивших окраску веснянок | |
Новозеландские веснянки изменили цвет в о... |
Science: Водные насекомые заменят пауков и мух в пищевой цепи | |
Животные должны получать достаточное количеств... |
Nature Communications: Новый метод уменьшает количество пор в растениях | |
Химическое соединение, которое регулирует плот... |
Мобильные сети и Bluetooth помогут исследователям улучшить слежение за животными | |
Учёные нашли способ преодолеть ограничения в&n... |
IPS&M: Инвазивные деревья могут приносить владельцам участков доход | |
На брёвнах инвазивных деревьев можно выращиват... |
PRSBBS: Садовые цветы спасают опылителей от голода в межсезонье | |
Сады — это стабильный и н... |
Палеонтологи СПбГУ обнаружили родичей европейского дракона-ольма в Казахстане | |
Ученые из Санкт-Петербургского государств... |
Университет Уппсалы: Потепление климата разрушает фотосинтез | |
Фотосинтез — основа всего живого на... |
AdFM: Сгруппировавшиеся фаги стали еще эффективнее бить бактерий | |
Неожиданный результат при подготовке обра... |
FEtho: Физический изъян стебельчатоглазые мухи компенсируют агрессией | |
У самцов стебельчатоглазых мух с бол... |
BioScience: Интродуцентные растения приводят за собой чужеродных насекомых | |
Распространение неместных растений &mdash... |
В МГУ нашли новый вид дрожжей, который помогает насекомым разрушать древесину | |
Насекомые очищают лес, питаясь ослабленными и&... |
FFGC: Из-за потепления ученые создают для бабочек-монархов новые зимовки | |
Бабочки-монархи — одно из чуде... |
Science: Голодные бактерии берут своих жертв на абордаж | |
В мировом океане обитает множество бактерий, и... |
BMC Biology: Благодаря баркодированию ДНК открыты сотни новых видов | |
Земля — очень разнообразная планета... |
ES&E: Пингвины в Африке охотно размножаются в искусственных гнездах | |
Искусственные гнезда способствуют размножению ... |
SciRep: Нелетающие мотыльки стали моделями для создателей летающих дронов | |
Тутовый шелкопряд Bombyx mori — это... |
Vertebrate Zoology: На Мадагаскаре нашли пронзительно щебечущих лягушек | |
Исследователи обнаружили в тропических ле... |
Evolution & Development: В Австралии нашли одну из самых ранних форм жизни | |
В Южной Австралии есть горный хребет. Под ... |
РНФ показал светящиеся в темноте петунии на фестивале Наука 0+ | |
На выставке всероссийского фестиваля |
Nature Plants: Понимание роста растений важно для урожайности в любых условиях | |
У растений есть специальные зоны роста &m... |
Fetho: Стрекозы сохранили пятна для привлечения партнеров несмотря на жару | |
Температура определяет, где могут жить ви... |
NatComm: Выяснилось, как растения производят новую антистрессовую молекулу | |
Гены, которые помогают растениям расти в ... |