Машина времени для... водомерок

Канадские биологи смогли совершить то, что ранее считалось невозможным — они изобрели биологическую "машину времени" и повернули эволюцию вспять. В результате современных животных удалось превратить в их предков, что обитали на нашей планете сотни миллионов лет тому назад. Правда, пока обратный ход времени был опробован лишь на клопах-водомерках.

Как мы знаем, эволюция в большинстве случаев необратима, то есть шансов на то, что потомок когда-нибудь возьмет и превратится в своего предка, очень и очень мало. Конечно, иногда обратные мутации все-таки случаются, но естественный отбор поддерживает их крайне редко. Поэтому в живой природе наблюдать обратный ход эволюционного процесса практически невозможно. Иное дело в лаборатории — человеческий гений способен даже эволюцию пустить на "обратный просмотр".

Подобный эксперимент недавно провели биологи из Университета Торонто (Канада), которым удалось воссоздать некоторые признаки предков современных клопов-водомерок (Rheumatobates rileyi). Причем не на компьютере, а в реальности — то есть превратить современных водомерок в их предковые формы. Правда, не полностью — ученых лишь интересовали стадии развития приспособлений самцов для удерживания самок во время спаривания, которые находятся на усиках этих насекомых.

Читайте также: Фундаментальный закон эволюции опровергнут?

Известно, что во время спаривания самцы водомерок приближаются к дамам своего сердца не спереди, а сзади. После чего эти не особенно галантные кавалеры прямо-таки и напрыгивают на ничего не подозревающих самок, стараясь повалить своих возлюбленных на бок и одновременно зафиксировать им конечности. Со стороны, конечно же, это выглядит не как романтическое свидание, а как изнасилование в грубой форме, однако водомеркам мужского пола нельзя действовать по-другому — иначе более крупные и агрессивные самки могут атаковать кавалеров. Так что подобное поведение — вовсе не демонстрация грубой силы, а, скорее, своеобразный ритуал умиротворения.

Так вот, когда самцу удается исполнить задуманное, пара возвращается в обычное положение, в котором и происходит копуляция, длящаяся несколько минут. Обычно самке достаточно ухаживаний одного партнера — после того как яйца оплодотворены, насекомые расходятся. Тем не менее, счастливая дама никак не заявляет о том, что "поздно пить шампанское" другим ухажерам, поэтому те продолжают атаковать ее сзади. Чаще несчастным представительницам слабого пола приходится спасаться от этих "насильников" бегством, но некоторые шестиногие "феминистки" вступают в борьбу с "опоздавшими" кавалерами и довольно ловко сбрасывают их.

Так вот, для того чтобы удержаться на самке во время первого этапа спаривания, самцы водомерок имеют на своих усиках специальный набор крючков и выступов. Весь этот инструментарий помогает им быстро повалить партнершу и при этом не разжать "любовные объятия" (иначе дама может просто сбежать или "дать сдачи"). В то же время, по данным палеонтологов, известно, что у клопов, являвшихся предками водомерок, этого набора на усиках не было. И вот канадские биологи решили выяснить, каким образом эти приспособления появились в процессе эволюции.

Читайте также: Когда эволюция поворачивает вспять…

Для начала исследователи выяснили, активность какого гена приводит к появлению всего "арсенала настоящего мужчины" в процессе развития эмбриона водомерки. Оказалось, что развитие этих крючков и выемок регулирует белок, который кодируется Hox-геном под названием distal-less (напомню, что Hox-генами называют те последовательности ДНК, что направляют развитие зародыша, а у взрослых особей они неактивны). После чего ученые "выключили" этот ген, используя методику РНК-интерференции.

Напомню, что при этом методе в клетку запускаются маленькие специальные молекулы рибонуклеиновой кислоты, которые прилипают к м-РНК, несущим информацию (полученную от ДНК) о строении белка к тому месту, где последний должен синтезироваться (то есть к рибосоме). В результате такая гибридная РНК просто не распознается рибосомой как нормальный источник информации (здесь уместна аналоги с поцарапанным CD, который проигрыватель не может прочитать). В итоге синтез белка становится невозможен. То есть и ген вроде бы работает, но толку от этого никакого нет, все вхолостую.

Этот метод особенно ценен для ученых тем, что, используя его, можно не просто "выключить" ген полностью, но и в разной степени снизить его активность. В итоге можно получить все возможные варианты проявления признака, от его полного отсутствия до, соответственно, полного присутствия. В случае с издевательством над самцами водомерок биологи как раз и "сконструировали" набор кавалеров, у которых хватательные устройства были развиты в разной степени. А после этого подпустили их к дамам.

В результате оказалось, что только те самцы, у кого "хваталки" были развиты нормально, практически всегда (а точнее, в 80 процентах случаев) могли успешно "соблазнить" самку. Если же на антеннах не хватало всего лишь одного крючка или выемки, то до копуляции доходило всего лишь 12 процентов случаев. А при еще меньшей степени развитости приспособлений только лишь в одном-двух процентах у кавалеров был шанс передать свои гены потомству. Да и то, как показали наблюдения, в этой ситуации самцы напрямую зависели от расположенности к ним прекрасных дам, сами они ничего сделать для того, чтобы спаривание прошло успешно, не могли.

Итак, как видите, ученым не только удалось воссоздать предковую форму, но и проследить в реальности, а не при помощи расчетов или компьютерной модели, как шла эволюция одного из признаков у самцов водомерок. Скорее всего, когда-то много миллионов лет тому назад ген distal-less мутировал, и те, с кем случился этот "конфуз", получили явное преимущество при спаривании. Самым удачным оказался тот вариант, который сохранился и по сей день, почему он и был поддержан естественным отбором, ибо самцы, обладающие полным набором приспособлений стали куда более активно передавать свои гены потомкам, в том числе и мутантный distal-less. А все промежуточные (и исходные) формы оказались на "эволюционной обочине".

Расчеты показали, что для того, чтобы привести этот ген в современное состояние, достаточно всего-то от одной до трех точечных мутаций. Это весьма и весьма немного по эволюционным меркам, поэтому, как считают исследователи, процесс обретения самцами хватательных приспособлений должен был идти достаточно быстро — на это могло уйти меньше миллиона лет. Хотя, по человеческим меркам, и этот срок представляется достаточно долгим. Однако у ученых получилось запустить "обратный отсчет" всего-то за несколько недель — что лишний раз доказывает неограниченные возможности человечества ускорять эволюцию всех живых существ, обитающих рядом.

Читайте также: Эволюция подтверждена глазами плеченогих

Следует также заметить, что водомерки оказалась весьма удобными модельными объектами, на которых можно было проследить явную связь между разными стадиями развития гена и соответствующими изменениями внешнего облика и поведения. В то же время предложенная исследователями методика позволяет восстановить любую канувшую в лету промежуточную и предковую форму. Например, можно в отдаленном будущем будет восстановить все переходные формы, обитавшие на обочине нелегкого пути от обезьяны к человеку. Хотя очевидно, что для этого понадобится не в пример больше усилий…

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"

 Нажми «Нравится»и читай нас в Facebook
Комментарии
Будет стоять: зачем Москву украсят бюстом Ельцина
СМИ: "Томагавки" не смогли пройти заслон русских "Красух"
Ввод флота России в Азовское море напугал Украину
Будет стоять: зачем Москву украсят бюстом Ельцина
Будет стоять: зачем Москву украсят бюстом Ельцина
Будет стоять: зачем Москву украсят бюстом Ельцина
Американские демократы подали в суд на Россию
СМИ: "Томагавки" не смогли пройти заслон русских "Красух"
Американские демократы подали в суд на Россию
Это всерьез: Россия резко начала выводить деньги из США
В последний момент: как Путин и ФСБ спасли "Роснано" от Чубайса
Астана и Ташкент дрейфуют в сторону США
Турция золотой запас из США вывезла. А что Россия?
Американские демократы подали в суд на Россию
"ОПЕК взялась за старое": Трамп возмутился ценами на нефть
СМИ: Израиль пригрозил уничтожить С-300 в Сирии
Астана и Ташкент дрейфуют в сторону США
Астана и Ташкент дрейфуют в сторону США
Рассекречено расследование отравления Юлии Скрипаль
Подлодка США ушла от российской субмарины и ударила по Сирии
Астана и Ташкент дрейфуют в сторону США