Используя в качестве моделей многоклеточную зелёную водоросль Volvox carteri и её одноклеточного родственника Chlamydomonas reinhardtii, учёные из института Солка (Salk Institute for Biological Studies) исследовали секреты появления различий между женскими и мужскими организмами.
Нынешняя работа предоставляет первое эмпирическое обоснование модели, предполагающей, что двуполые организмы появились благодаря процессу постепенного захвата генов. Последние брали на себя функции по производству мужских и женских клеток (гамет).
«Гаметы одноклеточных, таких как хламидомонады, выглядят одинаково. Многоклеточный вольвокс производит различимые мужские и женские клетки (простейший диморфизм). Но как произошёл этот переход, никто не знает», — поясняет Джеймс. Его команда исследовала генетические коды V. carteri и C. reinhardtii и обнаружила так называемый локус спаривания (mating locus) – аналог X- и Y-хромосом, определяющих пол.
Локус более сложного V. carteri был в пять раз длиннее такового у хламидомонад (при этом часть генов в локусах были одинаковыми). Откуда взялись дополнительные гены? Чуть позже выяснилось, что некоторые из них присутствуют и у C. reinhardtii, только не в локусе спаривания, а рядом с ним. Получается, что многоклеточный организм «нанял их на работу» в половом размножении.
«До сих пор считалось, что половые хромосомы – это области постоянного разрушения, потери генов, не используемых для полового размножения, — рассказывает в пресс-релизе Умен. – Мы же увидели регионы, в которых происходит быстрый набор и переподготовка нового генетического материала».
Сейчас биологи изучают эти новоприобретённые гены локуса V. carteri, чтобы понять роли каждого из них в определении пола и половом развитии. Кое-какие данные уже получены – читайте о них в статье авторов работы в журнале Science. Любопытно, что и в современном мире не всё так просто с разделением полов: читайте об организмах, в которых одновременно «сидят» и мальчик, и девочка.