Геномный анализ позволил обнаружить восемь различных половых хромосом всего у 11 видов лягушек, многие или все из которых могут содержать уникальные и недавно эволюционировавшие гены, запускающие половую дифференциацию самцов или самок.

Ранее исследователям было известно только о трех различных половых хромосомах у этих лягушек.

У этих лягушек мы обнаружили необычайную вариативность даже среди близкородственных видов, что позволяет нам изучить, как быстро эволюционируют такие важные вещи, как определение пола, — говорит Бен Эванс, профессор биологического факультета Макмастера и ведущий автор нового исследования, опубликованного в журнале Molecular Biology and Evolution.

Эванс проводил работу вместе с коллегами из Чехии, Франции, США и Южной Африки.

Африканская когтистая лягушка используется в качестве модельного организма для биологических исследований из-за ее близкого эволюционного родства с человеком, а также потому, что раннее развитие происходит снаружи, что позволяет легко наблюдать и манипулировать фундаментальными процессами.

Лягушки обитают в Африке к югу от Сахары и живут в медленно движущейся или застойной воде. Они известны своим плоским телом, голосовыми органами, способными издавать звуки под водой, и когтями на первых трех пальцах задних лап, которые они используют для разрывания пищи на части.

В этом исследовании ученые точно определили местоположение недавно идентифицированных половых хромосом, что еще больше удивило их.

Преобладающая теория предполагала, что гены, определяющие пол, обычно возникают в областях генома с низким уровнем рекомбинации — обмена генетическим материалом между родителями, в результате которого в их потомстве возникают новые сочетания признаков.

Вместо этого они обнаружили, что эти новые гены почти повсеместно расположены в регионах с высоким уровнем рекомбинации, что ставит вопрос о том, как и почему генетическая основа очень важных биологических признаков — таких как половая дифференциация — может развиваться так быстро, и как возникают новые гены и генетические функции.

Если бы вы провели такие же тесты в некоторых еще более древних группах, таких как большинство млекопитающих или все птицы, вы бы обнаружили, что их половые хромосомы одинаковы, — объясняет Эванс.

Но эта группа лягушек — резкий контраст — отличается невероятной вариативностью.

Очень вероятно, что новые гены возникали у этих лягушек много раз, чтобы управлять половой дифференциацией, действуя как «выключатель» или „переключатель“ между самцом и самкой на вершине каскада развития.

Ранее ученые обнаружили в Новой Гвинее самую крохотную в мире лягушку.