Ученые из США, Дании, Китая и других стран в рамках масштабного систематизировали генетическую информацию, дающую представление об эволюции птиц, как класса позвоночных. Результаты работы изложены опубликованы в 29 статьях в журналах Science, GenomeBiology, Gigascience. Полный список публикаций помещен на сайте проекта. Коротко о результатах рассказывает веб-сайт Phys.Org.
Участники полностью проанализировали геномы 48 видов птиц, что дало им возможность составить генетическое древо развития птиц и ответить на многие вопросы, связанные с их эволюцией. Новаторство этого проекта как раз заключается в том, что они анализировали не части ДНК, а геномы полностью, что и помогло получить огромное количество новой информации. Огромное количество генетической информации, которая была использована в проекте, было подвергнуто сложнейшему компьютерному анализу, для которого учеными из Иллинойса, Техаса и Мюнхена были разработаны принципиально новые подходы.
Прежде всего был получен ответ на вопрос о том, каким образом птицы достигли того невероятного разнообразия, которое можно наблюдать сегодня. Ученые считают, что уничтожение динозавров, которое, очевидно, произошло около 66 миллионов лет назад, привело и к уничтожению большей части древних птиц. Однако немногочисленные выжившие птицы породили 10 тысяч видов новых птиц, от которых в свою очередь происходят почти все современные пернатые. То, что птиц в тот момент на земле было не так много, создало благоприятную ситуацию для их развития и распространения, чем, скорее всего, и объясняется их нынешнее многообразие.
Было также установлено, что структура геномов птиц менялась медленнее, чем, например, у млекопитающих. Однако, часть геномов, наоборот, развивалась быстрее — например, те разделы, которые развили у птиц способность петь. При этом оказалось, что те части мозга, которые отвечают за пение у птиц, и те, которые контролируют развитие речи у людей, развивались схожим образом, что отразилось примерно в 50 генах. Был обнаружен уникальный набор генов, характерный только для певчих птиц, и совершенно уникальный набор генов у попугаев, который, очевидно, и позволяет им имитировать человеческую речь.
Были также изучены хромосомы Z и W, которые у птиц соответствуют человеческим хромосомам X и Y, то есть отвечают за формирование половых различий. Однако если у людей Y хромосомы считаются «кладбищем генов», так как они содержат большую часть уже отмерших генов и сохраняют только принадлежность к мужскому полу, то у птиц, как выяснилось, соответствующая хромосома W содержит куда большее количество активных генов. В то же время оказалось, что гены, определяющие пол у разных видов птиц находятся на разном уровне эволюции — гены страусов все еще очень сильно напоминают гены их первобытных предков, а гены цыплят уже очень сильно обновились. Это, впрочем, не противоречит тому, что в целом геном цыпленка оказался самым близким к предкам нынешних птиц. Можно сказать, что цыпленок с генетической точки зрения ближе всего к динозавру — а именно, к археоптериксу.
Кроме того, стало понятно, как генетическая структура птиц реагирует на вирусы, как развиваются гены у вымирающих и бурно развивающихся птиц, многое другое.
Сейчас ученые собираются обнародовать огромную базу данных, на которую они опирались. Очевидно, их работа станет основой для дальнейшего масштабного изучения развития птиц, как класса позвоночных.
В последнее время генетика дает возможность выявлять совершенно новую информацию, касающуюся как развития людей, так и других живых организмов — об этом неоднократно писал портал «Научная Россия». Например, эта наука — в не столь далекую эпоху считавшая лженаукой — позволила выяснить, что с большой вероятностью в далеком прошлом бушмены входили в самую многочисленную человеческую группу на Земле, а немного ранее ответить на вопрос о посмертной судьбе Ричарда III Глостера, короля с самой плохой репутацией — если верить Шекспиру, конечно.
PHOTO: (CLOCKWISE) © PAUL SOUDERS/CORBIS; © PETER JOHNSON/CORBIS; © ALFRED SCHAUHUBER/IMAGEBROKER/CORBIS; © MICHAEL MELFORD/NATIONAL GEOGRAPHIC SOCIETY/CORBIS; © JAN VAN DER GREEF/BUITEN-BEELD/MINDEN PICTURES/CORBIS; © JARED HOBBS/ALL CANADA PHOTOS/CORBIS. SСIENCE.ORG
