Ученые раскрыли скрытый механизм эволюции

Международная команда ученых выяснила, что крупные хромосомные перестройки — перемещения, инверсии и дублирования больших участков ДНК — играют ключевую роль в эволюции. Эти мутации помогают насекомым палочникам (Timema cristinae) развивать маскировочные окраски, позволяющие им сливаться с различными растениями и избегать хищников. Работа опубликована в журнале Science.

Заметные изменения внешности могут происходить не только из-за множества мелких мутаций, как считалось раньше, но и из-за крупных «перестроек» внутри ДНК — так называемых хромосомных перестроек. Эти изменения затрагивают огромные участки генетического кода, которые могут переворачиваться или менять свое положение.

Удивительный пример такого механизма нашли у насекомых палочников — маленьких, незаметных обитателей кустарников в Калифорнии. Одни из них зеленые и сливаются с листьями сирени, другие — с белой полоской на спине, что помогает прятаться среди игольчатых листьев кустарника чамиз. Ученые обнаружили, что такие различия связаны с крупными изменениями в структуре ДНК.

«Раньше мы не могли заметить эти скрытые участки, потому что они маскируются в стандартных генетических анализах», — отметил Захария Гомперт, биолог из Университета штата Юта. — «С новыми технологиями мы смогли собрать ДНК насекомых более точно — как будто разложили две разные головоломки вместо одной смазанной картинки».

Ученые называют такие части ДНК «темной материей генома» — раньше они были незаметны, но теперь открываются с помощью современных методов. Новые данные помогут глубже понять, как устроена эволюция — не только у палочников, но и у других видов, включая человека.