Исследователи обнаружили поразительные изменения в базовом генетическом механизме, который управляет половой дифференциацией у лягушек, демонстрируя, что эволюция этой важной биологической системы продвигается в драматическом темпе.
Группа биологов исследовала более двух десятков видов Pipidae (пипидные), семейство лягушек, обитающих в тропической Южной Америке и в странах Африки к югу от Сахары, в которое входят африканские когтистые лягушки, гладкокожая лягушка с перепончатыми лапами и когтями на задних лапах.
Они использовали современные методы для изучения влиятельного гена (dm-w), который, как известно, запускает развитие у женских особей, у более чем 20 видов, у каждого из которых есть как мужские так и женские хромосомы, и для размножения требуется половое размножение.
Исследователи обнаружили, что гены, регулирующие половой отбор, радикально различались у разных видов.
Сексуальная дифференциация принципиально важна в эволюционном контексте.
Если есть система, которая работает так хорошо, можно ожидать, что естественный отбор защитит от изменений в этой системе. Вот почему так удивительно, что генетическая основа для половой дифференциации на самом деле развивалась чрезвычайно быстро у пипидных лягушек.
Команда нашла, по крайней мере, семь различных систем для определения пола по близкородственным видам. Эти системы различаются по геномному расположению, эволюционному происхождению или гетерогамии мужчин и женщин.
Исследователи объясняют, что работают три основных механизма в рамках систем развития.
У некоторых видов самки лягушек потеряли dmw и используют другой неизвестный ген для определения пола, что указывает на то, что dmw прекратил функционировать со временем. В других семьях лягушек ученые были удивлены, обнаружив, что ген присутствовал у обоих полов, предполагая, что функция гена отошла на второй план. В других видах dmw приобрел силу в гене, определяющем женский пол.
Контроль над развитием половой дифференциации изменялся посредством утраты, ограничения и расширения возможностей механически влиятельного гена. Результаты предлагают понимание новых факторов, которые влияют на различные эволюционные судьбы половых хромосом.
Результаты этого исследования напоминает всем что эволюция происходит независимо оттого, насколько важным может быть определенный механизм или черта.