Попугаи славятся своей разговорчивостью, а голуболобый амазонский попугай по имени Мойзес - или, по крайней мере, его геном - много рассказывает ученым о долголетии и высокоразвитых когнитивных способностях, которые придают попугаям так много общего с людьми. Возможно, когда-нибудь это также даст ключ к пониманию того, как попугаи учатся так хорошо вокализовать.
Морган Виртлин, постдокторант BrainHub на факультете вычислительной биологии Университета Карнеги-Меллона и первый автор отчета, опубликованного в декабре 2019 года. В 17-м выпуске журнала Current Biology она и ее коллеги секвенировали геном синелобой амазонки и использовали его для проведения первого сравнительного исследования геномов попугаев.
Сравнивая синелобую амазонку с 30 другими долгоживущими и недолговечными птицами, включая четыре дополнительных вида попугаев, она и ее коллеги из Орегонского университета здравоохранения и науки (OHSU), Федерального университета Рио-де-Жанейро и другие сущности идентифицировали набор генов, которые ранее не были известны как играющие роль в долголетии, которые заслуживают дальнейшего изучения. Они также идентифицировали гены, связанные с долголетием у плодовых мушек и червей.
«Во многих случаях мы впервые связываем эти гены с долголетием у позвоночных», - сказала она.
Виртлин, который начал исследование, будучи доктором философии. Студент поведенческой неврологии в OHSU, сказал, что попугаи, как известно, живут до 90 лет в неволе - продолжительность жизни, которая была бы эквивалентна сотням лет для людей. Гены, связанные с долголетием, включают теломеразу, ответственную за репарацию ДНК теломер (концов хромосом), которые, как известно, укорачиваются с возрастом. Изменения в этих генах репарации ДНК потенциально могут сделать клетки злокачественными. Исследователи обнаружили доказательства того, что изменения в генах репарации ДНК долгоживущих птиц, по-видимому, уравновешены изменениями в генах, которые контролируют пролиферацию клеток и рак.
Исследователи также обнаружили изменения в областях генома, регулирующих гены, которые, по-видимому, специфичны для попугаев, которые были расположены рядом с генами, связанными с развитием нервной системы. Те же самые гены также связаны с когнитивными способностями у людей, что позволяет предположить, что и люди, и попугаи развили схожие методы развития более высоких когнитивных способностей.
«К сожалению, мы не обнаружили столько изменений, связанных с речью, как я надеялся», - сказал Виртлин, чьи исследования сосредоточены на эволюции голосового поведения, включая речь. Животные, которые изучают песни или речь, относительно редки - попугаи, колибри, певчие птицы, киты, дельфины, тюлени и летучие мыши - что делает их особенно интересными для ученых, таких как Виртлин, которые надеются лучше понять, как люди развили эту способность.
«Если вы просто анализируете гены, вы довольно быстро доберетесь до конца пути», - сказала она. Это потому, что считается, что усвоенное речевое поведение больше зависит от регуляции генов, чем от изменений в самих генах. Она добавила, что проводить сравнительные исследования этих «некодирующих» регуляторных областей сложно, но она и Андреас Пфеннинг, доцент кафедры вычислительной биологии, работают над вычислительными и экспериментальными методами, которые когда-нибудь могут раскрыть больше их секретов.