Ученые нашли замену половому размножению
Исследователи, занимающиеся биологией коловраток, выдвинули новую гипотезу, объясняющую как эти существа смогли эволюционировать миллионы лет без полового размножения. Экспериментальные подтверждения они опубликовали в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Половое размножение необходимо животным, отчасти, для того, чтобы "ремонтировать" повреждения ДНК. При этом происходит изменение генетического материала. Например, если участок поврежденной ДНК находится на хромосоме отца, то в качестве матрицы будет выступать материнская хромосома. Без "ремонта" в ДНК очень быстро накапливаются мутации, несовместимые с жизнью.
Однако у коловраток полового размножения нет. Тем не менее, они существуют уже более 40 миллионов лет и за это время образовали свыше 370 видов. Это означает, что каким-то образом коловратки "ремонтируют" свою ДНК. Ученые решили проверить, насколько высока их способность к восстановлению поврежденной ДНК.
Биологи из Гарвардского университета и Лаборатории биологии моря в Массачусетсе подвергали коловраток гамма-излучению, которое вызывает многочисленные разрывы в ДНК. "Мы подвергали коловраток все более и более усиливающемуся облучению, а они все не умирали и не умирали", - говорит один из исследователей Марк Уэлч. Коловратки размножались даже после уровня облучения, в пять раз превышающего критический для большинства животных.
Ученые показали, что такая повышенная стабильность генетического материала коловраток может объясняется наличием дополнительных копий всех генов. Коловратки, как и большинство организмов, содержат две копии каждой из хромосом. Однако на определенной стадии развития они синтезируют дополнительный набор хромосом, используя исходный в качестве матрицы.
Коловратки используют "запасные" хромосомы при восстановлении поврежденных участков. Изменение генетического материала, необходимое для эволюции, может происходить в результате ошибок при "переписывании" информации с "запасной" хромосомы.
Коловратки - крошечные многоклеточные животные, обитающие преимущественно в пресных водоемах. На переднем конце тела у них находится коловращательный аппарат, состоящий из ресничек. Биение ресничек загоняет в ротовое отверстие коловраток воду с мелкими частицами (бактериями, водорослями, комочками детрита) и одновременно позволяет животным плыть вперед.