Скрыто в генетике: раскрыты эволюционные взаимоотношения двух групп древних беспозвоночных

 

Камптозоа и мшанка - это два типа мелких водных беспозвоночных. Они связаны с улитками и моллюсками (все вместе называемые моллюсками), щетинистыми червями, дождевыми червями и пиявками (все вместе называемые кольчатыми червями) и ленточными червями (nemertea). Но их точное положение на древе жизни и то, насколько тесно они связаны с этими другими животными, всегда озадачивали эволюционных биологов. Предыдущие исследования последовательно меняли их местами. Более того, в то время как камптозоа и мшанка первоначально считались одной группой, они были разделены на основе их внешнего вида и анатомии.

 

Теперь, используя передовые технологии секвенирования и мощный вычислительный анализ, ученые из Окинавского института науки и технологий Высшего университета (OIST) в сотрудничестве с коллегами из Санкт-Петербургского университета и Университета Цукуба обнаружили, что два типа отделились от моллюсков и червей раньше, чем предполагали предыдущие исследования, и, таким образом, они действительно образуют отдельную группу.

"Мы показали, что, используя высококачественные транскриптомные данные, мы можем ответить на давний вопрос с помощью лучших из наших современных методов", - сказал доктор Константин Халтурин, штатный научный сотрудник Отдела морской геномики OIST и первый автор статьи, опубликованной в Science Advances.

Геном - это полный набор генетической информации, содержащейся в каждой клетке. Он подразделяется на гены. Эти гены состоят из пар оснований ДНК, и каждый ген содержит инструкции, необходимые для создания белка, и, таким образом, приводит к надлежащему уходу и поддержанию клетки. Чтобы инструкции были выполнены, ДНК сначала должна быть транскрибирована в РНК. Результатом этого является транскриптом, похожий на отражение генома, но записанный в виде пар оснований РНК, а не ДНК.

Эта генетическая информация различается у разных видов. Те, кто находится в близком родстве, имеют очень похожую генетическую информацию, в то время как большее эволюционное расстояние приводит к большему количеству генетических различий. Используя эти данные, исследователи улучшили наши знания об эволюции животных, но на некоторые вопросы все еще трудно ответить.

Поскольку камптозоа и мшанки тесно связаны с моллюсками, кольчатыми червями и немертеями, небольшие ошибки в наборе данных или отсутствие данных могут привести к неправильному размещению на эволюционном дереве. Кроме того, при сборе этих крошечных животных легко обнаружить другие организмы, такие как водоросли, которые загрязняют образец. Доктор Халтурин подчеркнул, что они были осторожны, чтобы избежать загрязнения, и позже проверили свой набор данных на наличие РНК водорослей и мелких животных, чтобы удалить все, что могло исходить от них.

В общей сложности исследователи секвенировали транскриптом четырех видов камптозоа и двух видов мшанок, но на гораздо более высоком уровне качества, чем было достигнуто ранее. В то время как предыдущие наборы данных имели полноту 20-60%, в этом исследовании полнота транскриптома составила более 96%.

Используя эти транскриптомы, они предсказали белки и сравнили их с аналогичными данными 31 другого вида, некоторые из которых были тесно связаны с камптозоа и мшанками, такими как моллюски и щетинистые черви, а другие были более отдаленными, такими как лягушки, морские звезды, насекомые и медузы. Высококачественные наборы данных означали, что они могли сравнивать множество различных генов и белков одновременно. Доктор Халтурин высоко оценил мощные вычислительные возможности, к которым исследователи могли получить доступ в OIST.

"Наш главный вывод заключается в том, что эти два типа принадлежат друг другу", - сказал доктор Халтурин. "Этот результат был первоначально предложен в 19 веке биологами, которые группировали животных на основе того, как они выглядели".

Хотя доктор Халтурин заявил, что на этот вопрос теперь дан наилучший ответ, он также подчеркнул, что набор данных может ответить на другие фундаментальные эволюционные вопросы, такие как более точное расположение моллюсков и кольчатых червей на древе жизни и то, как жизнь диверсифицировалась.

ИСТОЧНИК

Категория: Наука и Техника | Добавил: fantast (03.07.2022)
Просмотров: 34 | Рейтинг: 0.0/0