Новое исследование показало, что «блоки» ДНК, общие для бабочек, мотыльков и водных бабочек, датируются более 200 миллионами лет. Это было выявлено с помощью инструмента, разработанного учеными из университетов Великобритании, Германии и Японии. Это открытие иллюстрирует связь и эволюцию хромосом у этих видов, не только раскрывая их генетическую историю, но также может помочь изучить хромосомную эволюцию у других организмов.
Исследователи из Эксетерского университета в Великобритании, Любекского университета в Германии и Университета Ивате в Японии разработали метод анализа хромосом различных бабочек и мотыльков.
Хромосомы африканской бабочки-монарха. Используя ДНК-зонд, связанный с флуоресцентным репортерным геном, красные точки выделяют концы каждой хромосомы. Источник: Эксетерский университет.
Они обнаружили хромосомные блоки, которые присутствуют у всех видов мотыльков и бабочек, а также у Trichoptera, семейства водных бабочек, которые имели общего предка с мотыльками и бабочками около 230 миллионов лет назад.
Мотыльки и бабочки (вместе известные как Lepidoptera) имеют широко варьирующееся число хромосом — от 30 до 300, но результаты исследования показывают поразительные доказательства того, что их гомологичные блоки (структурно схожие) простираются далеко назад.
Профессор Ричард Френч-Констант из Центра экологии и охраны природы в кампусе Пенрин в Эксетере, Корнуолл, сказал: «ДНК сжата в отдельные частицы, или хромосомы, которые образуют основную единицу наследственности. Если гены находятся на одной и той же «нитке», или хромосоме, они, как правило, наследуются вместе и, следовательно, «связаны». Однако число хромосом у разных животных и растений сильно различается, поэтому мы не можем легко определить, какие хромосомы с какими связаны. что является большой проблемой, когда число хромосом сильно различается, как в случае с чешуекрылыми».
«Мы разработали простую технику, которая позволяет нам взглянуть на сходство блоков генов в каждой хромосоме, давая нам реалистичную картину того, как они менялись по мере эволюции разных видов. Оказалось, что 30 основных «гомологичных» единиц (буквально «на одной и той же нити», цепочка — ДНК) присутствуют у всех бабочек и мотыльков и могут быть прослежены вплоть до их сестринских бабочек».
Бабочек часто рассматривают как ключевой индикатор сохранения биоразнообразия, а численность многих видов бабочек во всем мире сокращается из-за воздействия деятельности человека. Однако это исследование показывает, что они также являются полезными моделями для изучения эволюции хромосом.
Это исследование улучшает понимание научным сообществом того, как развиваются гены у мотыльков и бабочек, и, что важно, аналогичные методы могут также пролить свет на хромосомную эволюцию у других групп животных или растений.