Ученые исследовали ДНК семейных групп четырех видов китов, чтобы узнать, как мутирует их геном. Оказалось, что это происходит гораздо чаще, чем считалось ранее (примерно как у людей, обезьян и дельфинов). Эта работа показала, что численность горбатых китов в Северной Атлантике до китобойного промысла была на 86% ниже, чем предполагали более ранние исследования. Работа опубликована в журнале Science.
Скорость мутаций — ключевой параметр в генетике любого существа. Она помогает понять, как быстро организм эволюционирует и адаптируется. Долгое время для того, чтобы определить этот параметр, специалисты использовали филогенетический метод. Для него нужно использовать окаменелости разных видов, чтобы понять, сколько мутаций должно было произойти, чтобы организм стал именно таким. Однако окаменелостей не так много, и некоторые мутации со временем просто пропадали без вести.
Более современный подход — это метод, при котором ученые используют геномы пары родителей и их потомства, чтобы выявить новые мутации, которые появились у детенышей. При таком способе гораздо меньше вероятность ошибиться, а еще он гораздо удобнее, если нужно сравнить уровень мутаций среди разных видов.
Ученые взяли биопсию кожи у кита еще в далеком 1988 году с помощью дротика с полым наконечником. Потом с помощью анализа ДНК ученые нашли особей, которые были друг другу матерью и детенышем, а после поискали и отцов. Так удалось идентифицировать 212 предполагаемых семей у четырех разных видов китов. Затем специалисты оценили количество мутаций у китят, а также выявили средний уровень генных изменений у китов.
Оказалось, что частота мутаций у китов такая же, как у более мелких млекопитающих: людей, обезьян и дельфинов. Как и у человека, большинство новых мутаций происходит от отца. Такой результат исследования показывает, что геном китов меняется гораздо чаще, чем считалось ранее. Команда исследователей также оценила, как часто у китов мутирует ДНК митохондрий — энергетических станций клетки. Геном этих органоидов передается по материнской линии. Оказалось, что и здесь ДНК мутирует гораздо чаще.
Эти данные помогли понять, что до начала промышленного китобойного промысла в Северной Атлантике количество китов было на 86% ниже, чем сообщали исследователи ранее. «Наши новые данные о частоте мутаций позволяют предположить, что до коммерческого китобойного промысла в Северной Атлантике обитало около 20 тысяч горбатых китов, в отличие от предыдущей оценки в 150 тысяч», — отметил Пер Палсбелль из Университета Гронингена.
Результаты этого исследования также приводят к интересным выводам в контексте парадокса Пето. Суть этого наблюдения в том, что заболеваемость раком не связана с количеством клеток в организме. Например, у китов в сотни тысяч раз больше клеток, чем у людей, поэтому, если бы у них был такой же уровень заболеваемости, то они должны были бы страдать от опухолей очень рано (и умирать от этого). Но известно, что киты живут от 35 (белуха) до 90 лет (синий кит), и никакой рак им не помеха. Ранее ученые предположили, что дело в меньшей скорости мутаций (из-за обмена веществ). Данная работа показала, что это не так. Это означает, что у китов действуют другие механизмы, например увеличение копий гена-защитника p53.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
