Было показано, что кораллы-лоси (Acropora palmata) могут передавать мутации, накопленные в клетках тела, своим потомкам. Передача мутаций обычно возможна только через зародышевые клетки, и ученые до конца не понимают, как кораллам удается преодолеть это ограничение. Однако такой механизм, вероятно, позволяет кораллам быстрее проверять полезность мутаций и лучше адаптироваться к меняющимся местам обитания.
Ученые из Пенсильванского университета (США) сделали открытие, которое бросает вызов более чем вековым представлениям об эволюции. Они показали, что кораллы Элкхорн (Acropora palmata) передают своим потомкам соматические мутации — изменения в последовательности ДНК, которые происходят не в половых клетках, а в клетках остального тела.
Результаты исследования, опубликованные в журнале Science Advances, демонстрируют новый способ достижения генетического разнообразия, обеспечивающий новые приспособления, необходимые кораллам для выживания в быстро меняющихся условиях окружающей среды.
У большинства животных новая мутация может привести к эволюционному изменению только в том случае, если она происходит в зародышевой клетке, такой как яйцеклетка или сперматозоид. Считалось, что мутации, возникающие в других частях тела, т. е. в соматических клетках, не могут передаваться по наследству. Однако у кораллов, кажется, есть способ обойти это ограничение.
У большинства организмов репродуктивные клетки отделяются от остальных клеток тела на ранних стадиях развития. Мутации в них способствуют эволюции вида, но это не очень быстрый процесс. Кораллы способны размножаться почкованием и половым путем. Кроме того, у коралла Элкхорн некоторые яйца могут развиваться в жизнеспособное потомство без участия другого коралла. Именно это позволило ученым искать потенциальные соматические мутации у материнского коралла и отслеживать их у потомства.
Исследователи генотипировали образцы кораллов, взятые из десяти участков, в одной большой колонии, представляющей потомство одного родителя и пяти соседних колоний. Результаты показали, что все шесть отдельных колоний принадлежали к одному и тому же исходному генотипу, то есть являлись клонами, возникшими из половых клеток одной особи или в процессе почкования.
Таким образом, любая генетическая вариация, обнаруженная у этих кораллов, будет результатом соматической мутации. Команда определила в общей сложности 268 соматических мутаций в образцах, причем каждый образец содержал от 2 до 149. 50% соматических мутаций были унаследованы.
Точный механизм этого процесса пока неизвестен, но авторы статьи считают, что разделение между клетками кораллового тела и гаметами может быть неполным и некоторые соматические клетки могут превратиться в гаметы, что позволит передать соматические мутации потомство.
Поскольку кораллы растут как колонии генетически идентичных полипов, соматические мутации, возникающие в одном полипе, подвергаются воздействию окружающей среды и проверяются на «полезность», не затрагивая остальную часть колонии. Клетки с потенциально вредными мутациями могут погибнуть, а клетки с потенциально полезными мутациями передают их по мере роста колонии, ускоряя адаптацию коралла к условиям окружающей среды.
Подписывайтесь на «Гродно 24» в Дзен Новости и на наш канал в Дзен