Микробы пищеварительной системы приводят к разделению видов
Вот рецепт создания нового вида. Возьмите несколько особей одного вида – вьюрков, например – и поместите их на разных островах. Оставьте в покое на много поколений. Со временем каждая группа приспособится к среде своего острова, и геномы двух популяций настолько разойдутся, что, если снова свести вместе птиц с двух островов, они не смогут спариваться. Вуаля – из одного вида получилось два. Но, по данным нового исследования, ДНК – это не единственное, что разделяет виды: некоторые популяции фатально расходятся из-за микробов, обитающих в их пищеварительной системе.
Ученые рассмотрели три различных вида паразитических ос, которые проделывают отверстия в куколках мух и кладут туда свои яйца, позволяя «потомству» питаться куколкой хозяина. Два вида (Nasonia giraulti и N. longicornis) являются близкими родственниками, тогда как третий (N. vitripennis) отделился от них около миллиона лет назад. Если спариваются особи первых двух видов, их потомство выживает, но если кто-то из них спаривается с третьим, почти все личинки мужского рода во втором поколении умирают, сообщает Science NOW.
Сет Борденстайн (Seth Bordenstein) и Роберт Брукер (Robert Brucker), биологи из Университета Вандербильта в Нэшвилле (штат Теннеси), задались вопросом, виновата ли в этой смертности лишь несовместимость ДНК – или что-то еще? Ученые знали, что бактерии в пищеварительной системе N. vitripennis иные, чем у первых двух видов. В порядке эксперимента они вырастили особей всех трёх видов на стерильной пище – и так лишили их микрофлоры. Тогда N. vitripennis и N. giraulti смогли без проблем производить здоровое потомство. Когда исследователи «вернули» бактерии в организм ос, смертность снова взлетела.
Теперь при анализе и создании гибридов биологи должны будут иметь в виду не только генетическую несовместимость, но несовместимость микроорганизмов «отцов» и «детей». Некоторые родительские гены могут удерживать микрофлору пищеварительной системы под контролем – без них микробы довели бы животного до болезни и смерти.
Но Борденстайн пошел еще дальше. Он утверждает, что гены микробов, которые живут в организме, так же важны для эволюции, как и гены его собственных клеток – и предлагает называть всю систему «хологеномом». Но Джон Уэррен (John Werren), биолог из Рочестерского университета (штат Нью-Йорк) не согласен. Микробы в пищеварительной системе взаимодействуют с «хозяином», ровно так же, как отдельные организмы в природе (как хищник и жертва, например). «Они не эволюционируют как единое целое, и заем же объединять их в единый геном?» - возражает ученый.
Аксель Майер (Axel Meyer), биолог-эволюционист из Констанцского университета (Германия), также скептически относится к идее американских ученых о важной роли микробов пищеварительной системы в видообразовании. «Это увлекательная работа, но между видами существуют огромные различия относительно того, как образовался микробиом [сообщество микробов организма]». Поэтому вопрос о том, много ли еще найдется примеров таких микробов, отделяющих виды друг от друга, остается открытым. Уэррен не согласен. «Не хочу специально каламбурить, но я нутром чую, что таких примеров будет немало».
Данные исследования опубликованы в журнале Science.
Артём Космарский nauka21vek.ru