Біологи виявили горизонтальне перенесення генів між рептиліями та амфібіями. За їхніми оцінками, переходив від змій до жаб як мінімум 54 рази в період між 85 і 1,3 мільйонами років тому. Дослідження опубліковано в журналі.
Горизонтальне перенесення - це передача генетичного матеріалу між організмами за допомогою механізму, відмінного від розмноження. Механізм добре відомий у прокаріот, для яких він служить рушійною силою еволюції, але з'являється все більше свідчень того, що цей процес відбувається по всьому древу життя. У еукаріот горизонтальне перенесення здійснюється транспозонами - мобільними послідовностями ДНК, присутніми у всіх еукаріотичних геномах. Вони можуть ампліфікуватися всередині геному і сприяти сегментарним перебудовам геному як на аутосомах, так і на статевих хромосомах.
Підвид транспозонів - ретротранспозони, вони поширюються в геномі шляхом копіювання і вставки самих себе. Прикладом є він є довгий ретротранспозон, вихідно знайдений у великої рогатої худоби. Дослідження показали, що передається у змій і ящірок вертикально, а у жуйних тварин він з'являється в результаті горизонтального перенесення від рептилій. Однак деталі механізму міжвидового перенесення залишалися невідомими.
Ацусі Курабаясі (Atsushi Kurabayashi) з Інституту біологічних наук і технологій Нагахами і його колеги з Австралії, Америки, Німеччини, Мадагаскару, ПАР і Японії перевірили ДНК 106 видів змій і 149 видів жаб з усього світу на наявність і склали графік його перенесення між видами.
Вчені виявили вузли, якими розходилися різні сімейства, і топологія відповідних гілок відрізнялася від загального філогенетичного консенсусу. За оцінками дослідницької групи, ретротранспозон переходив зі змії на жабу як мінімум 54 рази в період між 85 і 1,3 мільйонами років тому.
Реконструкція географічного ареалу для оцінених випадків горизонтального перенесення генів показала їх широке поширення по всьому світу, але з нерівномірним географічним розподілом. Частота випадків, що сталися протягом останніх 50 мільйонів років (тобто при нинішньому континентальному розташуванні, сформованому зіткненням Індії і Євразії) на Мадагаскарі була значно вищою, ніж у всіх інших регіонах.
Велика частина мадагаскарської біоти континентального походження. Зокрема, дві лінії жаб - і, мігрували з континентальної частини Африки на Мадагаскар 19-30 і 9,8-22,7 мільйонів років тому відповідно. В ході географічного аналізу з'ясувалося, що шляхом горизонтального перенесення, настиг цих амфібій вже на острові. Результат підтверджується кореляцією передбачуваного віку горизонтального перенесення з віком розселення жаб і фактом, що у близькоспоріднених видів, що мешкають в континентальній частині Африки, ретротранспозону знайдено не було.
Жаби з транспозонами були виявлені в різних кладах. BovB сімейства жаб тісно пов'язані з - представником зміїного інфразагону Scolecophidia. Це спостереження вказує на перенесення від ранньої групи змій до загального предка буфонідних жаб близько 64 мільйонів років тому, а відтоді транспозон передається сучасним лініям буфонід у спадок.
Обмін транспозонами також пройшов всередині обох досліджуваних класів - малагасійських нематод, виділених з мантеллідних жаб, виявили у жаб сімейства. Також дослідники виявили більше десяти змій, у яких структура не відображала філогенію господаря. Так, у двох малагасійських удавів, транспозони яких повинні були бути успадковані від клади Henophidia, виявили від представників сімейства. Ці випадки пояснюються горизонтальною передачею транспозону від змії до змії, в якій недавно інтегрований став домінувати над вихідним.
Потім вчені вирішили з'ясувати, відбулася передача ретротранспозону безпосередньо або ж за участю проміжних організмів. Вони зібрали 97 особин 42 видів паразитів, пов'язаних з рептиліями та амфібіями. Серед них були хробаки, скребні, специфічні для жаб внутрішньошкірні кліщі, а також пиявки і комарі. знайшли в ПЛР-продуктах членистоногих, а також круглих і кільчастих хробаків.
Транспозони, знайдені в паразитах, походили від видів, відмінних від кінцевих господарів. Так, кліща з сімейства, знайденого у мадагаскарської жаби, виявився більш тісно пов'язаний з малагасійською змією, ніж з його господарем (схожість послідовностей 99,8 і 96,1 відсотка відповідно).
А транспозон нематоди, знайденої в -негативній японській ракофоридній жабі () був включений в кладу змій сімейства і виявився повністю ідентичний зразку, що належить японській змії.
Завдяки цьому вищезгаданих паразитів, що переміщуються між господарями, можна вважати потенційними переносниками зміїного типу жабам.
Горизонтальне перенесення генів - природний процес передачі генетичного матеріалу не у спадок. Раніше ми розповідали, що біологи виявили горизонтальне перенесення генів від рослини до комахи. Однак, отримати чужу ДНК - непросто. Детально про те, як це відбувається, можна дізнатися з матеріалу «Поверх бар'єрів».