После падения астероида на Землю около 66 млн лет назад началось массовое вымирание, завершившее эпоху динозавров. Освободившиеся экологические ниши позволили многим животным активно развиваться и распространяться. Одной из наиболее успешных групп стали муравьи, и международная команда учёных обнаружила возможный генетический фактор их стремительного расцвета.
Сегодня муравьи образуют крупнейшее семейство общественных насекомых: в мире известно более 15 тыс. их видов. Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, связывает разнообразие этих насекомых с транспозируемыми элементами — участками ДНК, способными перемещаться внутри генома и создавать собственные копии. Работу возглавил доктор Лукас Шрадер из Института эволюции и биоразнообразия Университета Мюнстера в Германии.
Раньше такие последовательности часто называли «геномными паразитами», поскольку они могут размножаться без очевидной пользы для организма, подобно вирусам. Иногда их активность способна приводить к заболеваниям. Однако теперь исследователи считают, что транспозируемые элементы могут создавать условия для эволюционных изменений.
Сравнив разные группы муравьёв, учёные заметили: современные линии с наибольшим количеством «прыгающих генов» обычно включают и больше видов. Особенно важным оказался момент их активности. В нескольких крупных линиях муравьёв отдельные всплески перемещения транспозируемых элементов произошли в раннем палеогене, примерно 66 млн лет назад, незадолго до последующего появления тысяч новых видов.
«Падение астероида имело драматические последствия для окружающей среды. Теперь мы обнаружили геномный механизм, который связывает эти экологические потрясения с последующей быстрой диверсификацией муравьёв: транспозируемые элементы», — объяснил Лукас Шрадер, слова которого приводит ScienceDaily. Похожие периоды усиленной активности «прыгающих генов» ранее находили у приматов и летучих мышей в связи с возникновением новых видов.
Отдельно исследователи выявили связь транспозируемых элементов с расширением семейств генов, отвечающих за химическую коммуникацию муравьёв. Речь прежде всего идёт о рецепторах запахов, необходимых для ориентации, распознавания членов своей колонии и согласования совместных действий. Для проверки гипотезы команда сопоставила геномы 163 видов, относящихся к 12 из 16 ныне существующих подсемейств, и проследила изменения транспозируемых элементов за последние 100 млн лет; результаты указывают, что древние всплески их активности могли способствовать развитию сенсорных систем и последующему расцвету муравьёв.