Несмотря на свою ключевую важность, генетическая архитектура адаптивных процессов остается в значительной степени нерешенной. Теперь группе исследователей, экспериментирующих с плодовыми мушками, удалось решить хотя бы часть этой головоломки. Им удалось показать, что многие гены могут способствовать адаптации, хотя фактически используются только некоторые из них (генетическая избыточность). Не только после изменения климата стало чрезвычайно интересно понять, как население приспосабливается к новым условиям окружающей среды. Ученые предполагают, что в большинстве адаптаций задействовано большое количество различных генов, но большинство адаптаций с молекулярной характеристикой основаны только на одном или нескольких генах. Это несоответствие было источником многих предположений, но в значительной степени осталось неразрешенным.
Лабораторная модель: генетическая адаптация к различным температурам
Чтобы пролить больше света на эту весьма интересную область эволюции, группа исследователей из Ветмедуни Вены использовала метод экспериментальной эволюции. Целью эксперимента было изучение адаптационных процессов плодовых мушек (Drosophila simulans) в точно контролируемых лабораторных условиях. Ученые подвергали мух воздействию горячей среды (до 28°C) в течение 60 поколений и следили за генетическими изменениями, используя новейшие методы секвенирования. В отличие от предыдущих исследований, авторам удалось продемонстрировать, что многие гены участвуют в адаптации. Удивительным результатом было то, что разные комбинации генов вызывали сходные адаптации в разных экспериментальных популяциях. Это приводит первого автора Неду Барги к выводу: «У плодовых мух больше возможностей для адаптации к новым условиям окружающей среды, чем они используют на самом деле. Эксперты называют это наблюдение «генетической избыточностью».
Требуется модификация будущих стратегий тестирования
Это исследование с плодовыми мушками не только представляет собой веху в области теоретической эволюционной биологии, но и оказывает конкретное влияние на исследования, направленные на демонстрацию адаптивных процессов в естественных популяциях. «Обычно параллельные сигнатуры отбора, т. е. сигнатуры отбора, обнаруженные в нескольких популяциях, считаются особенно надежными», - объясняет Кристиан Шлеттерер из Института популяционной генетики. «Наше исследование показывает, однако, что эта процедура должна быть тщательно пересмотрена, чтобы получить полную картину адаптивных процессов».