Чарльз Дарвин был прав.
В своей книге 1859 года «О происхождении видов» знаменитый ученый выдвинул гипотезу о том, что искусственный отбор (или одомашнивание) и естественный отбор работают одинаково.
Теперь международная команда, возглавляемая Северо-Западным университетом, представила некоторые из первых доказательств того, что предположение Дарвина было правильным.
На этот раз объектами исследования являются не экзотические птицы с Галапагосских островов, а вместо этого аскариды, которые полагаются на свое обоняние, чтобы оценить наличие пищи и ближайших конкурентов. В работе под руководством Северо-Западного университета исследователи обнаружили, что естественный отбор действует на те же гены, которые контролируют обоняние диких аскарид, которые ранее были обнаружены у домашних червей в лаборатории.
«Эволюция признаков редко связана с конкретными генами и процессами», - сказал Эрик Андерсен из Northwestern, руководивший исследованием. «Мы предлагаем наглядный пример того, как работает эволюция».
Ученые использовали комбинацию лабораторных экспериментов, компьютерного геномного анализа и полевых исследований. Их исследование также показывает, что естественный отбор действует на чувствительные к сигналам рецепторы, а не на последующие части генетического процесса.
Исследование, опубликованное на этой неделе (23 сентября) в журнале Nature Ecology & Evolution. Андерсен - адъюнкт-профессор молекулярной биологии Северо-Западного колледжа искусств и наук им. Вайнберга.
Ключевой модельный организм, C. elegans - это круглый червь длиной в один миллиметр, который живет в разлагающихся органических веществах, особенно в гнилых фруктах, и питается бактериями. Эти круглые черви обычно встречаются в садах и компостных кучах.
Для C. elegans острое обоняние может быть решающим фактором между жизнью и смертью. Если они чуют достаточно еды в окружающей их среде, то они останутся, будут расти и размножаться. Если они почувствуют нехватку пищи и/или слишком большую конкуренцию со стороны других червей, они предпримут долгое и потенциально фатальное путешествие в поисках более благоприятной среды. Этот процесс, называемый «дауэром», задерживает рост и размножение.
Другими словами, дауэр снижает репродуктивный успех в краткосрочной перспективе, чтобы обеспечить выживание в долгосрочной перспективе.
«В какой-то момент жизни эти черви должны рискнуть», - сказал Андерсен. «За то время, которое требуется червю, чтобы выйти из дауэра и снова начать расти, червь, который остался позади, уже размножился. Если еда закончилась, значит, дауэрский червь принял правильное решение и победил. не закончится, то червь дауэра проиграет."
Андерсен и его сотрудники обнаружили, что эволюция играет важную роль в решении червя остаться или войти в дауэр. У некоторых круглых червей есть один генетический рецептор для обработки запахов; у других круглых червей их два. У круглых червей с двумя рецепторами обострённое обоняние, что позволяет им лучше оценивать наличие ресурсов в окружающей их среде и лучше играть.
«Если черви могут чувствовать запах большого количества червей вокруг себя, это дает им преимущество», - сказал Андерсен. «Это было обнаружено в предыдущем исследовании искусственного отбора у червей. Теперь мы также обнаружили этот результат в естественных популяциях. Мы можем увидеть в этих двух генах конкретные доказательства того, что искусственный и естественный отбор действуют одинаково».