Ученые расшифровали геном загадочного гигантского кальмара

Ученые выполнили предварительное секвенирование генома гигантского кальмара и высказали гипотезу о том, по какому пути шла эволюция этих огромных беспозвоночных. Результаты исследования опубликованы в журнале GigaScience.

Гигантские кальмары — одни из крупнейших беспозвоночных на планете. Длина их тела, включая щупальца, достигает 8 метром. Эти животные довольно редкие и живут на большой глубине. Поэтому до сих пор биологи не имеют в своем распоряжении ни одного живого экземпляра, а многие вопросы физиологии гигантских кальмаров все еще остаются загадкой. Например, неизвестно, как они размножаются. Но главная загадка — как эти головоногие достигли таких гигантских размеров.

Ученые-биологи из разных стран во главе с Руте да Фонсека (Rute da Fonseca) из Копенгагенского университета объединили свои усилия, чтобы узнать больше об анатомии и эволюции гигантских кальмаров, изучив полную последовательность генома одного из них — Architeuthis dux.

"Что касается их генов, мы обнаружили, что гигантские кальмары очень похожи на других животных. Это означает, что изучая этих поистине странных животных, мы можем больше узнать и о себе", — приводятся в пресс-релизе слова Кэролайн Альбертин (Caroline Albertin) из Морской биологической лаборатории в Вудс-Хоул (США), где в 2015 году был впервые секвенирован геном головоногих — класса моллюсков, включающих кальмаров, осьминогов, каракатиц и наутилусов.

"Геном — это первый шаг к ответу на многие вопросы о биологии этих очень странных животных, — говорит Альбертин, например, о том, как они приобрели самый большой мозг среди беспозвоночных, или о сложности их поведения, ловкости и невероятном мастерстве мгновенного изменения окраски".

Ученые обнаружили, что геном Architeuthis dux содержится примерно 2,7 миллиарда пар оснований ДНК, что на 90 процентов больше, чем в геноме человека. Интересным является тот факт, что гены, отвечающие за развитие (Hox и Wnt) в геноме гигантского кальмара присутствуют в единичных экземплярах. Это значит, что эволюция головоногих отличалась от эволюции позвоночных, у которых при увеличении в размерах работает стратегия дублирования всего генома.

"Головоногие имеют много особенностей. Считается, что они эволюционировали независимо от позвоночных", — отмечает ученый.

В геноме гигантского кальмара исследователи нашли рефлектины — семейство генов, которое является уникальным для головоногих моллюсков. Рефлектины кодируют белок, который участвует в создании радужности — изменения цвета с целью камуфляжа.

В то же время были обнаружены более 100 генов из семейства протокадгеринов, не встречающихся в изобилии у других беспозвоночных.

"Предполагается, что протокадгерины важны для подключения сложного мозга, — рассказывает Альбертин. — Их считали инновацией позвоночных, поэтому мы были очень удивлены, когда нашли более 100 из них в геноме осьминога в 2015 году. Экспансия протокадгеринов наблюдается и у гигантского кальмара".

Ученые надеются в случае получения нового генетического материала продолжить свои исследования, которые позволят точнее понять пути эволюционной адаптации и диверсификации биологических видов.