Подвоєння геному у предків костистих риб навряд чи може бути причиною величезної різноманітності їх видів.
Напевно, навіть цілком далекі від біології люди уявляють собі, як виглядають камбали, морські ковзани, довготелі вугрі і мурени, не кажучи вже про оселедці, лососі і тунці, яких можна побачити в будь-якому рибному магазині. Всі вони належать до групи костистих риб (Teleostei) - їх скелет повністю окостеніває, за що вони і отримали свою назву. Зараз їх відомо близько 30 тисяч видів - більше, ніж усіх сучасних ссавців, птахів, плазунів і земноводних разом узятих.
Таке дивовижне різноманіття риб завжди вражало біологів. Протягом останніх десяти років вважалося, що причиною тому подвоєння (дупликація) всіх генів, що трапилося у найближчого предка костистих: поки одна копія кожного гена продовжувала виконувати свої звичайні функції, друга копія ставала чимось на зразок еволюційного випробувального полігону - в ній накопичувалися мутації, які могли виявитися шкідливими, але могли і стати в нагоді рибам в освоєнні нових екологічних ніш. У результаті виник величезний «букет» нових видів з різноманітною зовнішністю, екологією тощо.
Однак при дослідженні копалин риб виникло питання про правомірність такого припущення. Джон Кларк (John Clarke), палеонтолог з Пенсільванського університету у Філадельфії і один з авторів статті, опублікованої днями в Proceedings of the National Academy of Sciences, спробував перевірити «гіпотезу про подвоєння». Він відвідав 15 музеїв світу, вивчаючи копалини риб мезозойської ери, які мешкали на Землі від 250 до 100 млн років тому. Потім він порівняв різноманітність вимерлих костистих і їхніх найближчих родичів - кісткових ганоїдів (Holostei) (до останніх належать панцирні щуки та ільні риби - амії, що мешкають у Північній і Центральній Америці).
Виявилося, що незважаючи на подвоєння геному, яке сталося близько 160 мільйонів років тому, костисті риби протягом наступних 150 мільйонів років своєї еволюції не відрізнялися різноманіттям; за цей час у них з'явилося лише кілька різних форм тіла, втім, цілком звичайних для риб. У кісткових же ганоїдів геном ніколи не подвоювався, але, тим не менш, мезозойські ганоїди були більш різноманітними, ніж костисті того часу. Іншими словами, згідно з палеонтологічним літописом, у риб збільшення різноманіття видів не збігається з подвоєнням набору генів. «Це дослідження чудово показує, як важливо вивчати скам'янілості, коли намагаєшся перевіряти гіпотези про великомасштабні еволюційні зміни», - коментує дослідження Роберт Сансом (Robert Sansom), палеонтолог з Манчестерського університету у Великобританії.
«Зв'язок між подвоєнням геному і різноманіттям видів здавався таким очевидним, що майже перетворився на щось на зразок» міської легенди «, які виглядають правдоподібно, але фактично ніким не підтверджені», - говорить Майкл Лінч (Michael Lynch), біолог-еволюціоніст з Індіанського університету в Блумінгтоні.
Подвоєння геному відбувалося і біля квіткових, або покритосемінних, чемпіонів за видовим розмаїттям серед рослин, і ось у них якраз зв'язок між одним і іншим, мабуть, все-таки є. Тільки в разі рослин вибух видового різноманіття траплявся не прямо відразу після появи другого набору генів; наприклад, у капустоколірних (Brassicales) нові види почали активно з'являтися лише через 50 мільйонів років після генетичного подвоєння. «Все більше прикладів такого тимчасового відставання стає відомо серед рослин», - говорить Інго Брааш (Ingo Braasch), генетик з Університету штату Мічиган в Іст-Лансінгу. «Подібне запізнювання могло статися і в розвитку костистих риб», - припускає Ітай Майроус (Itay Mayrose), біолог з Тель-Авівського університету в Ізраїлі. Однак деякі дослідники - як, наприклад, вищезгаданий Роберт Сансом - вважають, що, хоча щодо риб гіпотеза про подвоєння генів служила прекрасним поясненням видового розмаїття, тепер цьому рибному розмаїттю потрібно підшукати якісь інші причини.
За матеріалами Science.