Генетические исследования Университета штата Орегон пролили новый свет на то, как изолированные популяции одного и того же вида эволюционируют в сторону репродуктивной несовместимости и, таким образом, становятся отдельными видами.
Ученые секвенировали весь геном тихоокеанского ракообразного Tigriopus californicus, являющегося моделью для дифференциации, основанной на географическом разделении - ранней стадии превращения одного вида в несколько видов.
Они исследовали коэволюцию митохондриальных и ядерных генов. Митохондрии действуют как электростанция клетки, вырабатывая аденозинтрифосфат или АТФ - источник химической энергии.
Как и у всех животных, большая часть генов клетки T. californicus находится в ее ядре, но некоторые находятся в митохондриях.
«Митохондриальная органелла содержит небольшую хромосому всего с 37 генами, но эти гены абсолютно необходимы для метаболизма», - сказал автор исследования Фелипе Баррето, доцент кафедры интегративной биологии в Научном колледже ОГУ. «Чтобы АТФ правильно вырабатывалась в клетке, несколько сотен других генов, закодированных в ядре, должны напрямую взаимодействовать с 37 митохондриальными генами. Мутации в митохондриальных генах могут привести к тому, что эти взаимодействия будут неудовлетворительными, что приведет к снижению метаболических показателей.."
Т. californicus вдоль тихоокеанского побережья Северной Америки имеют митохондриальные гены, которые сильно различаются от одной популяции к другой - существует множество мутаций по отношению друг к другу.
«В результате гибридное потомство между популяциями страдает от пониженной приспособленности в виде более низкой плодовитости, медленного развития и более низкого производства АТФ, как было установлено несколькими предыдущими экспериментами», - сказал Баррето..
Баррето и его сотрудники из Калифорнийского университета в Сан-Диего, Университета Южной Калифорнии и Университета Северной Каролины использовали молекулярно-статистические модели для скрининга геномов восьми популяций, чтобы определить, какие гены могут быть несовместимы между популяциями..
«Поэтому эти гены могут быть генами-кандидатами для понимания того, как разные популяции становятся несовместимыми и, возможно, в конечном итоге становятся разными видами», - сказал он..
Это исследование финансировалось Национальным научным фондом и Университетом штата Орегон.