Репродуктивная история однополых, предназначенных только для женщин видов саламандр полна эволюционных сюрпризов.
В новом исследовании группа исследователей из Университета штата Огайо проследила генетическую историю животных на 3,4 миллиона лет назад и обнаружила некоторые поразительные подробности. Вклад ДНК самцов саламандр до сих пор сохраняется. Исследование опубликовано в журнале Evolution.
Во-первых, немного об однополых саламандрах Ambystoma: они самки, и они размножаются в основном путем клонирования и случайной кражи спермы других видов саламандр, которую самцы половых видов осаждают на листьях и ветках и как. Когда это происходит, это стимулирует производство яиц, и генетическая информация заимствованных видов иногда включается в геном однополых саламандр, процесс, называемый клептогенезом.
Ученые, изучающие этих земноводных и их родственников, которых также называют кротовыми саламандрами, предположили, что кража спермы является частью того, что так долго удерживало однополых. Если бы все, что они когда-либо делали, это клонировали самих себя, считают биологи, они были бы уязвимы для всех видов проблем, которые возникают, когда вы не перепутаете пул ДНК, и довольно быстро исчезли бы с лица земли..
Приступая к исследованию, команда штата Огайо пришла к выводу, что заимствование сперматозоидов происходило регулярно на протяжении всей истории, говорит соавтор исследования Х. Лайл Гиббс, профессор эволюции, экологии и биологии организмов.
Но результаты показали, что саламандры редко погружаются в бассейн других видов для генетической изменчивости.
«Это исследование показывает, что прошли миллионы лет, когда они не брали ДНК других видов, а затем были короткие всплески, когда они делали это чаще», - сказал Роб Дентон, который руководил проектом в качестве Аспирант штата Огайо и в настоящее время является исследователем с докторской степенью в Университете Коннектикута.
"Удивительно, но не похоже, что они страдают от каких-либо болезненных генетических эффектов. Это загадочный сценарий, что животное может избегать полового размножения в течение миллионов лет и не страдать от последствий этого."
Используя новые доступные технологии и новый комплексный подход к секвенированию и оценке около 100 образцов ДНК саламандр, исследователи из штата Огайо разработали генетический план того, что произошло за последние 3,4 миллиона лет.
«Когда происходит межпородное скрещивание или происходит адаптация к новым изменяющимся условиям окружающей среды, все это захватывается паттернами их генетической изменчивости», - сказал Дентон..
При нормальных природных условиях можно было бы ожидать, что эти саламандры давно исчезли, сказал Гиббс.
"Большинство бесполых родословных исчезают через 100 000 лет. Мы думаем, что они существуют уже 5 миллионов лет", - сказал он.
Озадачивающая деталь, обнаруженная в исследовании, заключается в том, что в последнее время частота взятия образцов ДНК других видов, по-видимому, увеличилась, сказал он.
Причины этого довольно мучительны и заставляют задуматься: произошло ли это из-за каких-то изменений в окружающей среде или специфических взаимодействий с другими видами? Мы не знаем этих ответов, но теперь у нас есть некоторые провокационные вопросы, - сказал Дентон.
Он также отметил, что эволюционная история однополых саламандр сильно отличается от истории других однополых видов, таких как амазонские моллинезии.
«Моллилины живут быстро и тяжело умирают менее чем за год, но эти саламандры живут медленно и долго, в возрасте от 20 до 30 лет. И они размножаются каждые несколько лет», - сказал Дентон.
"Эти саламандры просто бредут сквозь время эволюции, делая странные и удивительные вещи."
Исследователи отметили, что в исследовании рассматривались только образцы ДНК саламандр из Огайо и Мичигана, поэтому неясно, будут ли такие же закономерности наблюдаться в восточной части Северной Америки и Канаде, где также распространена однополая амбистома.
Гиббс сказал, что, возможно, это исследование может дать информацию другим областям исследований, включая науку о растениях, потому что многие растения, как и однополые саламандры, являются полиплоидными организмами. Это означает, что у них более двух наборов хромосом.
«Если мы сможем найти общие закономерности у этих растений и животных, это поможет нам понять, как эти организмы развиваются и как работает молекулярный механизм видов с более чем двумя наборами хромосом», - сказал Гиббс.