У человека, осьминога и коралла почти нет ничего общего на первый взгляд, однако в их хромосомах сохранились узнаваемые фрагменты, унаследованные от общего животного предка, жившего более 600 млн лет назад. Ученые Венского университета проследили, как эти древние участки генома перестраивались по мере усложнения животного мира.
Работа, опубликованная в журнале Science Advances, показывает, что геномы животных развиваются не по бесконечному числу путей, а по ограниченному набору необратимых маршрутов. Авторы называют их «эволюционными магистралями». По их мнению, такой подход может помочь и в изучении, и в сохранении биоразнообразия животных, сообщает Science Advances.
Исследователи исходили из того, что все современные животные происходят от общего предка, существовавшего более 600 млн лет назад. С тех пор хромосомы многократно сливались, разделялись и перестраивались, когда появлялись новые линии животных. Сравнивать эту долгую историю было сложно, поэтому международная группа под руководством специалистов Венского университета свела вместе тысячи геномов в одном крупном анализе.
В работе рассмотрели более 5 800 геномов на уровне хромосом, которые представляют 4 454 вида из 19 типов животных. По словам авторов, это крупнейшее сравнение такого рода для всего животного древа жизни. Чтобы упорядочить массив данных, ученые создали схему эволюционной топологии генома и нанесли на нее разные варианты строения хромосом.
Анализ показал, что архитектура генома меняется не случайно. Линии животных, как выяснилось, чаще движутся по «эволюционным магистралям», а не по хаотичным траекториям. Существенную роль в этом играет процесс, который исследователи назвали «слиянием с перемешиванием»: когда 2 хромосомы соединяются, а их гены смешиваются, вернуть исходную структуру уже нельзя.
Именно такая необратимость делает хромосомные изменения особенно полезными для восстановления эволюционной истории. Ученые также отмечают, что разные группы животных занимают отдельные области на карте строения геномов. Среди наиболее необычных линий они выделили комаров, стеклянных губок и дождевых червей, чья хромосомная организация заметно отличается от других.
