20.11.2008

Гены сорняков изменили представление об эволюции

Чтобы одному цветку получить полезные гены от другого, двум растениям понадобилось всего лишь 300 лет, выяснили биологи из центра Джона Иннеса (John Innes Centre) и шотландского университета Сент-Эндрю (University of St. Andrews).

Немного истории: три века назад британские ботаники привезли на родину из Сицилии растение под названием Senecio squalidus. В то время на островах была распространена лишь одна разновидность этого сорняка – крестовник обыкновенный (S. vulgaris). Он обладал сантиметровой головкой, "наполненной" небольшими трубчатыми цветками.

Вскоре его сицилийский собрат "сбежал" из неволи и поделился с S. vulgaris генами. Так появились новые виды крестовников (полная история в материале университета Бристоля).

В результате цветок растения видоизменился, получив обрамление в виде нескольких достаточно крупных жёлтых лепестков.

Исследователи решили выяснить, что же стало причиной произошедшего. Генетик Энрико Коэн (Enrico Coen) и профессор Ричард Эббот (Richard Abbott) использовали последовательности генов львиного зева (Antirrhinum), чтобы отыскать возможных "виновников" у крестовников.

Так были обнаружены Ray1 и Ray2 – гены, "подозреваемые" в развитие язычковых цветков. В ходе дальнейших исследований (в частности сравнения геномов видов) их роль была подтверждена. Они действительно вошли в ДНК новых растений в процессе гибридизации.

Теперь учёные говорят об очень редком документированном примере полезного генетического приобретения, который может подорвать устоявшееся представление о том, что высшие организмы в ходе эволюции полагаются лишь на свои собственные гены.

В чём же выгода от полученного? Коэн считает, что эти гены подарили новичкам определённое преимущество. Обычно крестовники самоопыляются, однако благодаря язычковым цветкам они могут скрещиваться с растениями-соседями. Таким образом увеличивается разнообразие получающихся семян, которые, вероятно, лучше приспособятся к самым разным условиям будущей жизни. Может, именно по этой причине некогда редкий крестовник стал почти вездесущим (сорняком).

Возможен и другой вариант: растение потеряло язычковые цветки в ходе эволюции, а позже вернуло их. Такое предположение может привести к ещё более масштабным выводам. Ведь если это действительно так, получается, что генетические изменения нельзя считать "улицей с односторонним движением".

Эта работа показывает, что "эволюция – это скорее паутина, а не дерево жизни", — говорит Майкл Арнольд (Michael Arnold) из университета Джорджии. Подобный обмен генами ранее наблюдался у микробов, но новый пример можно считать наиболее наглядным, считает он.

Подробности вы найдёте в пресс-релизе центра Джона Иннеса и в статье авторов открытия, вышедшей в журнале Science.

Источники:

1. MEMBRANA