PaleoNews

Американские биологи методом "генетической палеонтологии" выяснили, как у водных животных возникали электрические органы. Оказывается, в процессе эволюции они не менее шести раз появлялись у разных групп животных совершенно независимо друг от друга.

Электрический угорь

 

Профессор биохимии Висконсинского университета в Мадисоне Майкл Суссман уже около 10 лет изучает происхождение электрических органов. За это время он насчитал шесть основных групп рыб, обладающих этими приспособлениями и живущих в самом широком диапазоне экологических условий – от дождевых лесов Амазонии до океанского глубоководья. У каждой из этих групп электрические органы появились независимо от других, хотя во всех случаях они вели свое происхождение от обычных мышц.

"Было любопытно увидеть, что такие сложные структуры, как электрические органы, развивались совершенно независимо сразу в шести группах и использовали совершенно одинаковый генетический механизм, – отметил соавтор исследования, зоолог штата Мичиган Джейсон Галлант. – Сегодня с помощью геномики биологи начинают понимать, что эволюция творит аналогичные структуры из одних и тех же материалов, даже если сами организмы не слишком тесно связаны друг с другом".

Таким образом, все многообразие электрических органов, которые разные рыбы используют для связи, защиты, охоты и ориентации в пространстве, возникло из мышц благодаря использованию одних и тех же генов и клеточных путей.

Первым объектом исследований стал электрический угорь Electrophorus electricus, затем ученые секвенировали генетические последовательности представителей еще трех независимых групп рыб, имеющих электрические органы. "Наши результаты показывают, что не смотря на миллионы лет эволюции и значительные морфологические различия клеток электрических органов, в эволюции всех независимых групп были задействованы аналогичные факторы транскрипции и клеточные пути", – констатировала команда биологов.

Таксономическое разнообразие электрических рыб, входящих в эти шесть основных генетических групп, оказалось настолько велико, что Чарльз Дарвин в свое время даже использовал их в качестве примера конвергентной эволюции. Согласно этой концепции, у несвязанных между собой групп животных появляются сходные или близкие адаптации к той или иной экологической нише или одинаковым условиям среды.


Статья Genomic basis for the convergent evolution of electric organs опубликована журналом Science

Doi: 10.1126/science.1254432