В своей книге 1859 года «Происхождение видов» знаменитый ученый выдвинул гипотезу о том, что искусственный отбор (или одомашнивание) и естественный отбор работают одинаково.
Теперь международная команда, возглавляемая Северо-Западным университетом, представила некоторые из первых доказательств того, что предположение Дарвина было правильным.
На этот раз участниками исследования стали не экзотические птицы на Галапагосских островах, а аскариды, которые полагаются на свое обоняние, чтобы оценить наличие пищи и близлежащих конкурентов.
В работе под руководством Северо-Запада исследователи обнаружили, что естественный отбор воздействует на те же гены, которые контролируют обоняние диких круглых червей, которые ранее были обнаружены у домашних червей в лаборатории.
«Эволюция признаков редко связана с конкретными генами и процессами», – сказал Эрик Андерсен из Northwestern, возглавлявший исследование. "Мы предлагаем наглядный пример того, как работает эволюция."
Ученые использовали комбинацию лабораторных экспериментов, компьютерного геномного анализа и полевых работ.
Их исследования также показывают, что естественный отбор действует на рецепторы, воспринимающие сигналы, а не на нижележащие части генетического процесса.
Исследование, опубликованное на этой неделе (сентябрь. 23) в журнале Nature Ecology & Evolution.
Андерсен – доцент кафедры молекулярной биологии в Северо-Западном колледже искусств и наук Вайнберга.
Краеугольный модельный организм, C. elegans – круглые черви длиной один миллиметр, которые живут в разлагающихся органических веществах, особенно в гнилых фруктах, и питаются бактериями. Эти круглые черви обычно встречаются в садах и компостных кучах.
Для C. elegans, острое обоняние может быть разницей между жизнью и смертью.
Если они будут ощущать достаточно запаха пищи в окружающей среде, они останутся, будут расти и воспроизводить потомство. Если они почувствуют нехватку еды и / или слишком сильную конкуренцию со стороны других червей, то они предпримут долгое и потенциально смертельное путешествие в поисках более благоприятной среды. Этот процесс, называемый «дауэр», задерживает рост и размножение.
Другими словами, Дауэр снижает репродуктивный успех в краткосрочной перспективе, чтобы обеспечить выживание в долгосрочной перспективе.
«В какой-то момент своей жизни эти черви должны сделать ставку», – сказал Андерсен. "За то время, которое требуется червю, чтобы выйти из dauer и снова начать расти, оставшийся червь уже размножается. Если еда закончилась, значит червь дауэр принял правильное решение и побеждает.
Если еда не кончится, то червь Дауэра проигрывает."
Андерсен и его сотрудники обнаружили, что эволюция играет значительную роль в решении червя остаться или войти в нее. У некоторых круглых червей есть один генетический рецептор для обработки запахов; у других круглых червей есть два. Круглые черви с двумя рецепторами обладают обостренным обонянием, что позволяет им лучше оценивать наличие ресурсов в окружающей их среде и делать более выгодные ставки.
«Если черви могут чувствовать запах большого количества червей вокруг себя, это дает им преимущество», – сказал Андерсен. "Это было обнаружено в предыдущем исследовании искусственного отбора у червей. Теперь мы также обнаружили, что в результате естественные популяции. В этих двух генах мы видим конкретные доказательства того, что искусственный и естественный отбор действуют одинаково."