Tre hanner og en inversion

Tre hanner og en inversion

Natalia Reznik
"Trinity Option" №24 (193), 8. december 2015

Turukhtany (Philomachus pugnax) – fugle af snipe familien, som redener i græsset myrer og våde enge i det nordlige Eurasien. Turukhtans er kendt for at have tre typer mænd, forskellige både i udseende og adfærd (figur 1).

Fig. 1. Males turuhtana Philomachus pugnax. Fra venstre til højre: breadwinner (faeder), satellit (satellit) og uafhængig (uafhængig). Foto fra www.genomeweb.com ') "> Fig. 1. Males turuhtana Philomachus pugnax. Fra venstre til højre: breadwinner (faeder), satellit (satellit) og uafhængig (uafhængig). Foto fra www.genomeweb.com "border = 0> Fig. 1. Males turuhtana Philomachus pugnax. Fra venstre til højre: breadwinner (faeder), satellit (satellit) og uafhængig (uafhængig). Billeder fra www.genomeweb.com

Fra 80 til 95% af mænd er "uafhængige" (uafhængige). Hoved og nakke er dekoreret med en frodig farveplum og krave, de har deres egen legeplads, hvor de tiltrækker kvinder og som de beskytter mod rivaler.

Den anden type mænd – "satellitter" (Satellitter) – står for fra 5 til 20%. De er af samme størrelse som de "uafhængige", selvom de ikke er så muskuløse, de har hvid plume og krave, de har ikke deres eget territorium og måler ikke med selvstændig kraft. I dette tilfælde nyder satellitterne deres ydmyghed. Tilvejebringelse af "uafhængige" for at beskytte stedet, de er der på sidelinjen og til tider kommer i kontakt med de indkommende kvinder.De parrer selvfølgelig mindre ofte med "uafhængige" dem, men de lever lidt længere, så det endelige resultat skal være ganske godt. "Uafhængige" skelner mellem "satellitter" som en særlig klasse af mænd og sætter deres tilstedeværelse, takket være (af ukendte årsager) flere kvinder kommer til stedet.

Mandene i den tredje morph, "breadwinners" (Faeders), er meget sjældne, mindre end 1%. Størrelsen af ​​krop og fjer ligner kvinder. "Brødvinderne" dropper også ind i andre steder, forsøger at fange sagen og på den slimme at mødes med nogen. Nogle gange bliver de trampet af mænd af andre morfer. Som observationerne viste, forveksler de ikke "brødvinderne" med kvinderne, kun den homoseksuelle aktivitet tiltrækker kvinder til stedet, og de mænd, der tramper på brødvinderne, bruger øget succes fra det modsatte køn (også af ukendte årsager).

Eksistensen af ​​tre typer mænd er i sig selv underholdende, men langt mere overraskende er det faktum, at mange adfærdsmæssige og morfologiske træk arves af et "enkeltkompleks", som om de styres af et enkelt gen. Gådene blev løst af forskergrupper fra Sverige og Kina under ledelse af professor Uifsala Universitet Leif Andersson og en forsker ved Beijing Genomics Institute i Shenzhen Xin Liu.

Ved at kombinere deres indsats læser de genomsekvenserne af 25 voksne mandlige torukhtans fra Helsinki Zoo: 15 "uafhængige", 8 "satellitter" og en "brødvinder". Hvert genom blev bestemt gentagne gange, således at resultaterne var yderst pålidelige.

Sammenligning af sekvensen af ​​forskellige morfer, forskere og fundet i "satellitterne" og "breadwinners" inversionen (rotation af et fragment af kromosomet 180 °), der måler 4,5 millioner basepar. De fleste "uafhængige" mænd har ikke en sådan inversion. Alle "satellitter" er heterozygote for denne inversion, det vil sige, de har en kopi af den, og den tilsvarende del af det andet kromosom er ikke omvendt (figur 2).

DNA-sekvensen for den eneste overlevende, der bor i Helsinki Zoo, er noget anderledes end satellitten. En lignende inversion blev også fundet hos flere voksne kvinder og unge fugle.

Efter at have opdaget dette fænomen var forskerne opmærksomme på den omvendte sekvens, for hvilken de analyserede DNA fra flere dusin mænd, hunner og unge fugle. De samlede disse prøver i befolkningen Turukhtans på øen Gotland i Østersøen, som de studerede i 1990-2002.Forskere var interesserede i mutationer, der påvirker fænotypiske forskelle hos mænd. Opgaven var vanskelig, fordi inversionsregionen indeholdt omkring 90 gener.

Det viste sig, at inversionen ødelagde genet CENPNder koder for et centromere protein N. Den fuldstændige fravær af dette protein er dødelig for kroppen, mindst en kopi af genet skal være til stede. Denne omstændighed forklarer, hvorfor der ikke er homozygoter blandt inversionsbærere, kun heterozygoter. Desuden fandt forskerne flere mutationer, der forekom i de omvendte sekvenser af "satellitter" og "brødvindere".

De er overbeviste om, at nogle af disse mutationer ændrer reguleringen af ​​genekspression. HSD17B2 og SDR42E1påvirker stofskiftet af kønshormoner, så der er forskel på mænds morf. Faktisk har de "uafhængige" hanner et højere niveau af testosteron, der cirkulerer i blodet, mens "satellitterne" og "brødvinderne" har øget koncentrationen af ​​sin forgænger androstenedion.

I det inverterede område ramte og gen MC1Rder bestemmer farven på fjerkræet, blev det også påvirket af mutationer. Som følge heraf giver dette gen på et kromosom af "satellitterne" et hvidt plume. Da alle mandlige satellitter er heterozygote, skal disse mutationer være dominerende.Forskere fandt også to deletioner (tab af et kromosomfragment) og to duplikationer, der er unikke for brødvinderne og definerer denne genotype.

Ifølge forskernes beregninger forekom den inversion, der splittede "uafhængige" og "satellitter" 3,87 ± 0,15 millioner år siden (figur 2). Omkring samme tid, "breadwinners" med "uafhængige." Rekombinationen mellem sekvenserne af "satellitter" og "breadwinners" kunne ikke forekomme, fordi kombinationen af ​​disse kromosomer ikke er levedygtig.

Fig. 2. Estimeret evolutionshistorie for alleler, som fastslog systemet for parring af turukhtaner (Lamichhaney et al., 2015) "border = 0>Fig. 2. Estimeret evolutionshistorie for alleler, som fastslog systemet for parring af toruschans (Lamichhaney et al., 2015)

Begge sekvenser kombineres med en sekvens af "uafhængig", men på grund af inversion forekommer rekombination mellem mutantsekvensen og vildtype-sekvensen ikke. Ikke desto mindre fandt en sådan sjælden begivenhed sted omkring 520 tusind år siden. Som et resultat af udveksling af områder inden for inversionen mellem Uafhængig og kromosomet er forløberen for moderne Faeder der var et kromosom Satellit.

Således er det genetiske grundlag for eksistensen af ​​sjældne morfurus tusks forbundet med inversionen og kombinationen af ​​genetiske ændringer, der har akkumuleret i det i 3,8 millioner år.Da inversion interfererer med rekombination, ændres hele inverterede sekvens og arves som et supergen, og en turokhtan arverer hele sæt af tilsvarende træk eller modtager ikke en. Ændringer i de gener, der regulerer niveauet af kønshormoner, fjerkræ, farve og størrelse af fugle har ført til fremkomsten af ​​nye komplekse fænotyper, adfærd og ændringer i parringssystemet.

Som vi ser, har hver af de tre slags mænd udviklet sin egen reproduktive niche, og for sindet som helhed har disse ændringer været til gavn. Da inversionen i den homozygote tilstand er dødelig, skal denne skadelige allel udslettes fra befolkningen. Dette sker dog ikke på grund af afbalancering af udvælgelsen, hvilket tilsyneladende er forbundet med et komplekst præference præference for kvinder og forskelle i reproduktive succes hos de tre typer mænd.

Lamichhaney S. et al. De alternative naturlige reproduktive strategier i ruffen (Philomachus pugnax) // Naturgenetik. 2015. DOI: 10.1038 / ng.3430.


Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: