Как же птицы мигрируют на такие большие расстояния? Гены золотистокрылых и голубокрылых славок содержат ключ к разгадке.
Новое исследование является первым, чтобы объединить всю технологию секвенирования генома и отслеживания миграции, чтобы точно определить один ген, связанный со сложным набором признаков, которые определяют миграционное поведение.
Эти находки могут иметь важные природоохранные последствия для сокращающейся популяции златокрылых славок. Статья появляется в интернете в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences и описывает ген, который связан с неврологическим расстройством у человека.
"Великие мировые миграции вдохновляли людей на протяжении сотен лет", - говорит Дэвид Тоьюс, доцент биологии в Пенсильванском университете и руководитель исследовательской группы. "Миграция птиц особенно увлекательна, потому что небольшие виды в первую очередь ориентируются самостоятельно, ночью и на больших высотах, поэтому люди не всегда видят, как это происходит. Они находятся на вашем заднем дворе, а затем они исчезли.”
Миграционное Программирование у птиц невероятно сложное, включающее в себя набор неврологических, физиологических и поведенческих черт. Исследователи уже несколько десятилетий знают, что существует генетическая составляющая миграции. Недавние исследования у птиц выявили большие области генома, охватывающие сотни генов, связанных с миграцией, но было более сложно определить конкретные роли любого отдельного гена.
“В этом исследовании мы нашли только один ген, связанный с окончательным местом зимовки золотистых и голубокрылых славок”,-говорит Toews.
Z ХРОМОСОМА
Важно отметить, что команда из Толедо взяла генетические образцы от мигрирующих птиц, что позволило группе изучить генетические различия между птицами, зимующими в Центральной Америке, и теми, которые зимуют в Южной Америке. Большинство этих различий произошло в небольшом участке Z-хромосомы птицы, определяющей пол, подобно X-и Y-хромосомам у человека. Только один ген, называемый VPS13A, присутствовал в этом регионе.
Хотя этот ген еще не имеет какой-либо известной функции у птиц, у человека он связан с нейродегенеративным расстройством хореа-акантоцитоза, которое влияет на движение.
“По мере того, как мы приходим к лучшему пониманию роли этого гена в организме человека, мы также можем получить важные представления о его роли в миграции у птиц”, - говорит Toews.
“Это очень спекулятивно на данный момент, но мы думаем, что он может быть вовлечен в очистку активных форм кислорода, которые являются свободными радикалами, которые могут накапливаться во время длительной миграции и повреждать клетки. Мы хотели бы провести дополнительные исследования, чтобы узнать, когда и в каких тканях этот ген экспрессируется у этих птиц.
"Но поскольку златокрылые Славки сталкиваются со спадом, мы можем сначала исследовать, связан ли этот ген с миграцией в любом из других 50 или около того мигрирующих видов славок, что может обеспечить более сговорчивый способ изучения этого гена.”
По мнению исследователей, этот ген, по-видимому, является мишенью естественного отбора у птиц, которые зимуют в Южной Америке.
“И это действительно здорово, потому что мы не всегда видим естественный отбор, действующий на современных временных линиях для чего-то вроде миграционных признаков, которые были вокруг в течение длительного времени.