Черви передают информацию об экологии через поколения

Группа испанских учёных из Центра геномного регулирования (Centre for Genomic Regulation) совместно с коллегами из других научных центров обнаружила, что последствия от воздействия окружающей среды не только отражаются на организмах, но и передаются по наследству. 

Этот факт пока что доказан лишь на примере нематод (или круглых червей). Эксперты установили, что гены этих существ сохраняют и передают определённую информацию на протяжении как минимум 14 поколений.

Команда работала с червями Caenorhabditis elegans – представитель этого вида стал первым многоклеточным организмом, чей геном был полностью секвенирован. Геном C.elegans имеет длину приблизительно 100 миллионов пар оснований и содержит приблизительно 20 тысяч генов; большинство из них кодируют белки.

Посредством генной инженерии учёные внедрили в геном червей цепочку копий повторяющегося гена, кодирующего флуоресцентный белок. При активации этот ген способствовал тому, что нематоды начинали светиться под ультрафиолетовым светом.

Когда червей содержали при температуре 20 градусов по Цельсию, трансгены были менее активными, создавая лишь небольшое количество флуоресцентного белка. Но когда температура повышалась всего на пять градусов, нематоды начинали ярко светиться под ультрафиолетом.

Что интересно: когда температура возвращалась к исходным 20 градусам, активность трансгенов не снижалась. Отсюда учёные заключили, что черви, вероятно, "запомнили" изменения, связанные с воздействием тепла.

Ещё более любопытным оказался тот факт, что повышенный уровень активности трансгенов передавался на протяжении ещё семи поколений, которые содержались исключительно при температуре 20 градусов по Цельсию.

В следующем эксперименте команда сохраняла более тёплую среду (всё те же 25 градусов) для пяти поколений нематод подряд. Это привело к ещё более мощной работе трансгенов, и они оставались активным на протяжении как минимум ещё 14 поколений, которые постоянно содержались в более прохладном температурном режиме (20 градусов).

Как отмечают исследователи, это самое продолжительное сохранение так называемой экологической памяти "поколений", которая когда-либо наблюдалась у животных до настоящего времени. Подобное явление было замечено у плодовых мух, других червей, а также млекопитающих (в том числе людей), однако такая экологическая память, как правило, не сохранялась так долго – лишь несколько поколений.

"Безусловно, мы можем передавать информацию об окружающей среде из поколения в поколение", — рассказывает член исследовательской группы Бен Ленер (Ben Lehner).

"Мы точно не знаем, почему это происходит, но, возможно, это форма биологического передового планирования", — добавляет соавтор работы Адам Клосин (Adam Klosin). Продолжительность жизни червей очень коротка, поэтому, вероятно, они передают воспоминания об условиях окружающей среды, чтобы помочь своим потомкам приспособиться к ним, полагают учёные.

Кроме того, команда обнаружила, что повторяющиеся участки немодифицированного генома нематод, которые схожи с цепочками трансгенов, ведут себя одинаково. Вероятно, это указывает на то, что механизм экологической памяти характерен и для обычного генома – не затронутого изменениями.