Бавноходката краде гени от други видове

Учените за пръв път са секвенирали целия геном на бавноходката, наричана още водна мечка. Оказва се че странните малки същества имат най-голямото количество чужди гени сред всички животни изучени до сега - или казано по друг начин, грубо около 1/6 от генома на бавноходката е откраднат от други видове.

Трябва да признаем, че на фона на всички странности на това животно, подобно откритие не бива да ни изненадва.

Малко встъпителна информация за тези, които не са запознати със странностите на бавноходката - микроскопичното водно животно достига среден размер малко над 1 мм и е единственото животно, което може да оцелее при суровите условия на открития космос. То също така може да издържи на температури от малко над абсолютната нула и над точката на кипене на водата, може да устои на умопомрачителни количества налягане и радиация и може да живее повече от 10 години без храна и вода. Накратно, животното е почти невъзможно да бъде убито, а сега учените са показали, че неговата ДНК е също толкова странна, колкото и самото то.

Какво означава чужда ДНК и защо е толкова важно за бавноходките да имат толкова много от нея?

Терминът се отнася за гени, които идват от други организми чрез процес известен като хоризонтален трансфер на гени, за разлика от тези, които се предават при традиционното възпроизводство вътре във вида (вертикален трансфер).

Хоризонталният генен трансфер се наблюдава понякога и при хора и други животни, като обикновено е в резултат на прехвърляне на гени от вируси. За сравнение, в генома на повечето животни има по-малко от 1% чужда ДНК. Преди това ротаторията - друго микроскопично водно създание - се е смятало, че има най-много чужди гени сред всички животни - 8-9%.

Но новото изследване е показало, че около 6000 от гените на бавноходката произлизат на други видове, което е около 17,5% от всичките и гени.

"Не можем да кажем защо геномът на тези животни се състои от толкова голямо количество чужда ДНК," съобщава Боб Голдщайн, съавтор в изследването от Университета на Северна Каролина в Чапъл Хил. "Знаехме, че много животни придобиват чужди гени, но не знаехме, че това може да се осъществява в такива мащаби."

Но откъде бавноходката е взела всички тези гени? Чуждата ДНК идва основно от бактерии, но също и от растения, гъби и археи. Учените предполагат, че това изумително разнообразие от гени е позволило на бавноходките да оцеляват при такива екстремни условия.

"Животните, които оцеляват при екстремен стрес може да са особено податливи на взаимстване на чужди гени - а бактериалните гени може би са по-добри при издържането на стресови фактори от животинските," обяснява един от учените, Томас Бутби (Thomas Boothby).

Екипът все още не е изследвал точно как се осъществява това крадене на гени, но те предполагат, че то е в резултат на един друг откачен механизъм за оцеляване на бавноходката - способността й да изсъхва, докато тялото й достигне под 3% водно съдържание и след това да се съживява, когато отново е хидратирана.

Учените са наясно, че когато се осъществява това изсушаване, ДНК на бавноходките се накъсва на дребни парчета. Те също така знаят, че когато клетките им се рехидратират, има момент, в който ядрата им са силно пропускливи, което позволява на ДНК и други молекули да проникнат в ядрото. Това означава, че докато бавноходката е заета да съшива генома си, тя може случайно да добави гени и на други организми.

Това би било случаен процес, но гените, които помагат на животните да оцеляват по-добре ще се предават по-лесно. Необходимо е да се извършат допълнителни изследвания върху това как точно бавноходките добиват тази чужда ДНК и колко често се случва това. По-вълнуващото е, че това осигурява нови данни за това как точно е еволюирал животът.

"Ние гледаме на дървото на живота, като на гигантски материал, който се предава вертикално от майките и бащите ни. Но колкото повече разбираме за хоризонталния трансфер на гени при някои животни, толкова повече се променя начина, по-който разглеждаме еволюцията и наследствеността на генетичния материал," смята Бутби. "Вместо представата ни за дърво на живота, може би е по-подходящо да си представим мрежа на живота, при която генетичния материал се прехвърля от клон на клон... това е наистина вълнуващо."

Изследването, публикувано в научното списание PNAS, може да осигури важна информация за някои ценни гени, които можем да използваме в медицината и при разработването на лекарства. Явно, че всичко около бавноходката е изпълнено със странности.

Може да се каже, че еволюцията не прилича на разклонено дърво, но не е и хаотично объркано кълбо, тя е величествен процес на съгласувано, закономерно прогресивно развитие на всичко живо на Земята, развитие на единна цялостна система.

Източник: Science Allert