Гены сорняков изменили представление об эволюции

Считается, что крестовник – самый крупный по численности род среди всех цветковых растений. В него входят как однолетние травы, так и деревья (коллаж John Innes Centre).

Чтобы одному цветку получить полезные гены от другого, двум растениям понадобилось всего лишь 300 лет, выяснили биологи из центра Джона Иннеса (John Innes Centre) и шотландского университета Сент-Эндрю (University of St. Andrews).

Немного истории: три века назад британские ботаники привезли на родину из Сицилии растение под названием Senecio squalidus. В то время на островах была распространена лишь одна разновидность этого сорняка – крестовник обыкновенный (S. vulgaris). Он обладал сантиметровой головкой, «наполненной» небольшими трубчатыми цветками.

Вскоре его сицилийский собрат «сбежал» из неволи и поделился с S. vulgaris генами. Так появились новые виды крестовников (полная история в материале университета Бристоля).

В результате цветок растения видоизменился, получив обрамление в виде нескольких достаточно крупных жёлтых лепестков.

Исследователи решили выяснить, что же стало причиной произошедшего. Генетик Энрико Коэн (Enrico Coen) и профессор Ричард Эббот (Richard Abbott) использовали последовательности генов львиного зева (Antirrhinum), чтобы отыскать возможных «виновников» у крестовников.

Так были обнаружены Ray1 и Ray2 – гены, «подозреваемые» в развитие язычковых цветков. В ходе дальнейших исследований (в частности сравнения геномов видов) их роль была подтверждена. Они действительно вошли в ДНК новых растений в процессе гибридизации.

Теперь учёные говорят об очень редком документированном примере полезного генетического приобретения, который может подорвать устоявшееся представление о том, что высшие организмы в ходе эволюции полагаются лишь на свои собственные гены.

Сравните начальный и конечный варианты цветка (фото John Innes Centre).

В чём же выгода от полученного? Коэн считает, что эти гены подарили новичкам определённое преимущество. Обычно крестовники самоопыляются, однако благодаря язычковым цветкам они могут скрещиваться с растениями-соседями. Таким образом увеличивается разнообразие получающихся семян, которые, вероятно, лучше приспособятся к самым разным условиям будущей жизни. Может, именно по этой причине некогда редкий крестовник стал почти вездесущим (сорняком).

Возможен и другой вариант: растение потеряло язычковые цветки в ходе эволюции, а позже вернуло их. Такое предположение может привести к ещё более масштабным выводам. Ведь если это действительно так, получается, что генетические изменения нельзя считать «улицей с односторонним движением».

Эта работа показывает, что «эволюция – это скорее паутина, а не дерево жизни», — говорит Майкл Арнольд (Michael Arnold) из университета Джорджии. Подобный обмен генами ранее наблюдался у микробов, но новый пример можно считать наиболее наглядным, считает он.

Подробности вы найдёте в пресс-релизе центра Джона Иннеса и в статье авторов открытия, вышедшей в журнале Science.

Узнайте также о примере обмена генами без полового размножения у животных и о том, как полный геном одного биологического вида был найден в другом.



Поиск отличий от обезьян привёл людей к стёртым генам

13 ноября 2008

Биологи нашли ген транссексуальности

7 ноября 2008

Генетики подтолкнули травмированные нейроны к восстановлению

7 ноября 2008

Генетики вычислили общего предка белых и бурых медведей

30 октября 2008

Учёные нашли смысл в мусорной ДНК

22 октября 2008