У дельфинов и рукокрылых обнаружен общий эхолокационный белок

Компьютерное моделирование показало, что обнаруженные сходства в строении гена вполне могли появиться в результате естественного отбора (фото Queen Mary, University of London).

Несмотря на существенные различия в образе жизни и организмах дельфинов, китов и летучих мышей, их системы эхолокации имеют кое-что общее, выяснили биологи университетов Восточного Китая (East China Normal University) и Королевы Марии в Лондоне (Queen Mary, University of London).

Испуская высокочастотные звуковые волны и вслушиваясь в пришедшее отражение, животные передвигаются в пространстве, узнают друг друга и ловят добычу (впрочем, иногда жертвы их всё же обманывают).

В воздухе и в воде это происходит по-разному, но оказывается, что по крайней мере один белок в «слуховых аппаратах» столь разных созданий всё же эволюционировал схожим образом, что является весьма необычным примером конвергентной эволюции.

Героем исследования стал белок престин (prestin), который встречается в волосковых наружных клетках (outer hair cell) внутреннего уха всех млекопитающих. Последние усиливают пришедший извне звук.

Исследование началось с желания Шуи Чжана (Shuyi Zhang) выяснить, отвечает ли престин за эхолокацию летучих мышей. Предположение было сделано на том основании, что люди с мутациями гена, отвечающего за выработку этого белка, часто не слышат высокочастотные звуки.

Чжан привлёк учёных из Великобритании, и они вместе проанализировали строение гена престина у тех видов летучих мышей, что заполучили эхолокацию в ходе эволюции независимо друг от друга.

В 2008 году биологи утвердились во мнении, что функциональные части престина пришли к сходствам разными путями. При этом те же «похожести» не были обнаружены у летучих мышей, не использующих эхолокацию. В общем, конвергенция налицо.

Однако на этом генетики не остановились: они также проанализировали строение престина у некоторых видов дельфинов, кашалотов, усатых китов и сравнили его с таковым у летучих мышей. В своей новой статье в Current Biology авторы рассказывают, что было обнаружено 14 похожих участков, 6 из которых являются последствиями «работы» конвергентной эволюции.

Полученными выводами заинтересовался генетик Цзяньчжи Чжан (Jianzhi Zhang) из Мичиганского университета. Он вместе с коллегами из Китайской академии наук (Chinese Academy of Sciences) исследовал кодирующие престин последовательности у 25 других видов животных.

Оказалось, что схожие черты также проявляются у белков, существующих в организмах летучих мышей и зубатых китов. (Статья, посвящённая данному исследованию, вышла в том же выпуске Current Biology). «Вероятно, престин был специально настроен природой на восприятие высокочастотных звуков», — предполагает Чжан.

Данный результат выделяется из общей массы, потому что показывает: сходства между неблизкородственными организмами могут быть следствием работы не только разных генов или мутаций одних и тех же генов. Осталось понять, каково функциональное значение наблюдаемых изменений.

Читайте также о том, как было впервые обнаружено, что кашалоты охотятся подобно летучим мышам, и установлено, чем рукокрылым полезны морщины. А ещё мы рассказывали о том, как эхолокация помогает слепым людям.



Биологи обнаружили пользу укачивания эмбрионов

25 января 2010

Открыт необычный способ борьбы растений с гусеницами

25 января 2010

Созданы синхронизирующиеся бактериальные часы

25 января 2010

Раскрыта необычная тактика распространения вируса

25 января 2010

Плесневый гриб воспроизвёл карту токийской железной дороги

22 января 2010