Голямата еволюционна промяна е свързана с много малки разлики

Версията на еволюцията, предложена от Чарлз Дарвин, се фокусира върху бавни, постепенни промени, които само постепенно водят до разликите, които разделят видовете. Но това не изключва възможността за внезапни и драматични промени. Наистина, някои разлики затрудняват разбирането как може да изглежда едно преходно състояние, което предполага, че може да е необходим голям скок.

Ново проучване разглежда една голяма промяна: преминаването от снасяне на яйца към живородени в група от свързани видове охлюви. Чрез секвениране на геномите на множество охлюви, изследователите идентифицираха промени в ДНК, свързани със снасянето на яйца. Оказва се, че голям брой гени са свързани с промяната, въпреки нейния драматичен характер.

Откажете се от яйцата

Въпросните охлюви са налице Сексът се обади ЛиторинаКоето е широко разпространено около Северния Атлантически океан. Много от тези видове снасят яйца, но някои от тях стават живородени. При тези видове органът, който покрива яйцата с богато на протеини желе при други видове, вместо това действа като инкубатор, позволявайки на яйцата да се развиват, докато младите охлюви могат да изпълзят от черупките на родителите си. Смята се, че това е предимство за животните, които може да трябва да снасят яйцата си в среда, неподходяща за тяхното оцеляване.

Видът, който снася яйца, е толкова подобен на своите роднини, че понякога се смята, че е просто вариант на вида, който снася яйца. Всичко това предполага, че живородените са се развили сравнително наскоро, което ни дава добра възможност да разберем генетичните промени, които са им позволили да направят това.

Затова голям международен екип от изследователи секвенира геномите на повече от 100 отделни охлюва, както снасящи яйца, така и раждащи живи. Получените данни бяха използвани за анализ на неща като това колко тясно са свързани различните видове и какви генетични промени са свързани с живо раждане.

Резултатите показват, че има две отделни групи видове, които се размножават чрез живородени. С други думи, в еволюционното дърво на тези видове охлюви има клон, пълен с видове, снасящи яйца, който разделя две групи, които раждат живи охлюви. Обикновено тази структура се разглежда като индикация, че живородените са се развили два пъти, по веднъж за всяка от двете групи.

Но това не изглежда да е случаят тук по причини, които ще обсъдим.

Много разлики

Отделно изследователите са търсили региони от генома, свързани с живородените. И те намериха много – общо 88. Тези 88 области бяха идентифицирани и в двете групи организми и ДНК последователностите в тях бяха много сходни. Това предполага, че тези региони са имали един произход и са били запазени и в двете линии.

Една възможност да се обясни това е, че група живи животни са се върнали към снасянето на яйца в някакъв момент от своята еволюция. Като алтернатива, хибридизацията между яйценосните слоеве и живородените може да е позволила тези разлики да се разпространят в популацията на снасящите яйца, като в крайна сметка възстановят живите раждания, когато достатъчно от тях присъстват в отделните животни, създавайки отделна живородена линия.

88-те региона, идентифицирани като живородени, съдържат много малко генетично разнообразие, което предполага, че специфичен генетичен вариант във всеки регион е толкова полезен, че е преминал през населението, изтласквайки всички други версии на участъка на ДНК. Въпреки това, те откриха някои различни разлики, които са рядкост извън популациите, които снасят яйца, достатъчни, за да позволят на изследователите да оценят възрастта, на която тези части от ДНК са претърпели еволюционна селекция.

Отговорът варира в зависимост от това кой от 88-те фрагмента разглеждате, но варира от преди около 10 000 до 100 000 години. Този диапазон предполага, че генетичните региони, които позволяват живи раждания, са били постепенно сглобени в продължение на много години – точно както предполага традиционният възглед за еволюцията.

Изследователите признават, че поне някои от тези области вероятно са се развили, след като живородените вече са станали норма, просто подобрявайки ефективността на вътрешната инкубация. Няма начин да знаем колко (или кои) променливи трябва да присъстват, преди да са възможни живи раждания. Изследователите обаче сега разполагат с обширен списък от гени, които да разгледат, за да разберат нещата по-добре.

Наука, 2024. DOI: 10.1126/science.adi2982 (Относно цифровите идентификатори).