Mokslininkai įvardino gyvūną, turintį didžiausią chromosomų skaičių Žemėje

Šis nedidelis drugelis turėjo 229 chromosomų poras, o daugelis artimų rūšių turi tik 23–24 poras. Mokslininkai iš Sengerio instituto (Didžioji Britanija) ir Evoliucijos biologijos instituto Barselonoje (Ispanija) nustatė, kad taip atsitiko dėl to, kad chromosomos nesidaugino, o skaidėsi į mažesnius fragmentus.

Pirmieji genomo tyrimai, skirti atlantiniam mėlynukui (Polyommatus atlanticus), paskelbti žurnale „Current Biology“, atvėrė galimybę suprasti evoliucines priežastis, dėl kurių susiformavo toks neįprastas genomas. Chromosomų struktūros pokyčiai stebimi ir žmogaus vėžio ląstelėse, todėl šių pokyčių mechanizmų tyrimas kitose organizmuose gali prisidėti prie onkologijos tyrimų.

Pirmasis etaloninis genomas

Autoriai gavo aukštos kokybės etaloninį šio drugelio genomą – tai pirmasis išsamus šio rūšies sekvenavimas. „Auksinio“ etaloninio genomo buvimas leidžia jį lyginti su kitų drugelių ir drugių genomais, siekiant išsiaiškinti, kokie genai ir sekcijos išliko arba buvo prarasti rūšių formavimosi procese.

Naujų rūšių evoliucija ir dideli genetiniai pokyčiai vyksta per milijonus metų, todėl juos sunku tiesiogiai stebėti. Todėl genomo palyginimai tarp artimų giminingų rūšių leidžia atkurti įvykių seką: kokios DNR dalys išliko, kokios buvo pertvarkytos ir kokie genetiniai pokyčiai galėjo prisidėti prie adaptacijos.

Atlaso mėlynasis drugelis gyvena Maroko ir šiaurės rytų Alžyro kalnuose. Biologai ilgą laiką manė, kad jis turėjo rekordinį genomą, dabar tai patvirtino sekvenavimas.

Kaip tai įvyko

Tyrėjai nustatė, kad chromosomų skaičius padidėjo dėl didelių chromosomų suskaidymo vietose, kur DNR yra mažiau tankiai supakuota. Genetinės informacijos kiekis iš esmės liko maždaug toks pat, bet ji buvo perskirstyta į didesnį skaičių mažesnių „paketų“. Išskyrus lytines chromosomas, visos autosomos buvo suskaidytos. Autorių vertinimu, chromosomų porų skaičius padidėjo nuo ~24 iki 229 per maždaug tris milijonus metų – palyginti trumpą laiką evoliucijos mastu.

Toks ekstremalus chromosomų pertvarkymas paprastai laikomas potencialiai žalingu, tačiau atlasinis drugelis sėkmingai egzistavo milijonus metų. Tačiau šiuolaikinės grėsmės – klimato kaita, kedrų miškų kirtimas ir pernelyg intensyvi gyvulių ganyba – dabar kelia grėsmę populiacijai.

Kol kas neaišku, ar chromosomų suskaidymas suteikia adaptyvų pranašumą. Galbūt jis padidina genetinę įvairovę dėl dažnesnio genomo dalių „permaišymo“ dauginimosi metu arba turi kokių nors kitų, kol kas nežinomų, padarinių. Kita vertus, padidėjęs genomo sudėtingumas gali apsunkinti paveldėjimo procesus ir padaryti rūšis pažeidžiamesnes ilgalaikiams išnykimo pavojams.

Tyrimo vadovas Roger Vila pažymėjo: „Chromosomų skilimas buvo pastebėtas ir kitose drugelių rūšyse, bet ne tokiu mastu, kuris rodo svarbias biologines šio proceso priežastis, kurias dabar galima tirti. Chromosomos saugo visas rūšies paslaptis, o šių pokyčių poveikio elgesiui tyrimas gali suteikti išsamų vaizdą apie naujų rūšių kilmę. Genomai atskleidžia ne tik organizmo atsiradimo istoriją, bet ir jo galimą ateitį. Lygindami rūšis, galime perkelti išvadas iš vieno geno į kitą, įskaitant žinių apie drugelių chromosomų pertvarkymus pritaikymą žmogaus onkologijos problemoms spręsti.“