Ученые из Университета Барселоны и Научно-исследовательского института биоразнообразия (IRBio) установили, что потеря генов, а не их усложнение, может стать катализатором крупных эволюционных изменений. Результаты исследования опубликованы в журнале Molecular Biology and Evolution (MBE).
Этот процесс, описанный через эволюционную модель “меньше, но больше”, предполагает, что утрата определенных генов может открывать новые возможности для развития и адаптации видов.
Особое внимание в исследовании уделено Oikopleura dioica — аппендикулярному планктонному морскому организму, у которого потеря и дупликация генов FGF (факторов роста клеток соединительной ткани) сыграли ключевую роль в возникновении скрытого разнообразия.
Гены FGF связаны с метаболизмом ретиноевой кислоты — жизненно важной молекулы для позвоночных животных. Ретиноевая кислота представляет собой молекулу, полученную из витамина А (ретинол), который играет ключевую роль в эмбриональном развитии хордовых, включая человека.
Ретиноевая кислота у животных, имеющих внутренний скелет, отвечает за регуляцию экспрессии генов, вовлеченных в процессы пролиферации и дифференциации клеток во время эмбрионального развития органов и систем органов и формирования организма. Изучаемый планктонный организм эволюционно близок к позвоночным, имея схожий план тела и некоторых органов, развитие которых зависит от ретиноевой кислоты.
Результаты работы показывают, что массовая утрата генов FGF у аппендикуляристов, за исключением нескольких подсемейств, способствовала их переходу от сидячего образа жизни к свободно плавающим формам. Эволюционное упрощение генов привело к неожиданным морфологическим изменениям, позволив этим организмам адаптироваться к пелагическому образу жизни (обитанию в толще воды или на ее поверхности).
По словам ученых, новое открытие бросает вызов традиционным представлениям о том, что эволюция всегда происходит через усложнение и добавление новых генов.
Ранее новое открытие заставило усомниться в теории происхождения неандертальцев.