Червеобразные ящерицы оказались обладателями уникальных половых хромосом
Биологи выяснили, что почти половина генов в половой Х-хромосоме червеобразных ящериц, относящихся к наиболее древней группе чешуйчатых рептилий, генетически схожа с неполовыми хромосомами курицы. Эта необычная генетическая комбинация не встречается у других пресмыкающихся, что говорит о независимом происхождении половых хромосом в разных группах рептилий.
В отличие от млекопитающих, пол которых зависит от половых хромосом (пара X-хромосом определяет женский пол, а XY — мужской), у рептилий существуют разные механизмы определения пола. Например, пол крокодилов, черепах и некоторых ящериц зависит от температуры, при которой развивался эмбрион в яйце. У большинства чешуйчатых рептилий, к которым относятся змеи и ящерицы, пол, как и у млекопитающих, связан с набором половых хромосом. Однако, в отличие от млекопитающих, у многих рептилий одинаковыми половыми хромосомами (то есть парой XX) обладают самцы, а не самки.
Считается, что червеобразные ящерицы (Dibamidae) — одна из наиболее древних групп рептилий, которая в процессе эволюции раньше других отделилась от общего предка змей и ящериц. Ученые полагают, что эта группа могла получить от последнего общего предка всех чешуйчатых некоторые примитивные черты, в частности строение половых хромосом и механизм определения пола. В свою очередь, исследование этих признаков поможет понять их эволюцию по мере развития пресмыкающихся.
Ученые из Института проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова РАН (Москва), Зоологического музея МГУ (Москва), Института общей генетики имени Н. И. Вавилова РАН (Москва), Карлова университета (Чехия) и Российско-Вьетнамского тропического научно-исследовательского и технологического центра (Вьетнам) описали систему определения пола червеобразных ящериц (Dibamus deharvengi), обитающих во Вьетнаме. Для этого авторы отловили четырех самок и двух самцов, отличающихся от женских особей наличием рудиментарных, то есть недоразвитых, задних конечностей. Исследователи проанализировали половые хромосомы отловленных особей и определили состав их генов.
Авторы показали, что самцы этого вида червеобразных ящериц имеют X и Y хромосомы, а самки — две X хромосомы, что напоминает определение пола млекопитающих, а не родственных групп рептилий. Надо сказать, что X-хромосома дибамид оказалась одной из самых крупных среди всех известных позвоночных. В ее составе ученые выделили 1515 генов, около половины из которых схожи с генами соматических (неполовых) хромосом курицы. Это говорит нам о том, что гены в половых хромосомах по-разному комбинировались в разных эволюционных линиях позвоночных животных. Y хромосома червеобразной ящерицы, напротив, оказалась слабо развитой из-за того, что в процессе эволюции лишилась части генов.
«Мы полагаем, что комбинация генов X и Y хромосом дибамид уникальна. Насколько нам известно, никогда ранее открытая нами комбинация генов в половых хромосомах дибамид не была обнаружена у каких-либо представителей рептилий, птиц или млекопитающих. Наши результаты закрывают важный пробел в знаниях об определении пола у рептилий и дополнительно подтверждают множественное независимое происхождение половых хромосом в этой группе», — говорит руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Эдуард Галоян, кандидат биологических наук, научный сотрудник Института проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова РАН.
«Помимо проблем определения пола нас также интересуют вопросы происхождения тех видов рептилий, у которых популяции представлены только самками, а также генетические механизмы, позволяющие этим видам поддерживать парный набор хромосом из поколения в поколение. Этими вопросами мы занимаемся на примере скальных ящериц, обитающих на Кавказе, и некоторых тропических рептилий из Вьетнама и прилежащих стран», — сообщает основной исполнитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Виктор Спангенберг, кандидат биологических наук, научный сотрудник Института проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова РАН.