![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
Гены хитиназ рассказали о расширении рациона млекопитающих после вымирания динозавров
Считается, что плацентарные млекопитающие в кайнозое резко расширили свой рацион, заняв ниши хищников и фитофагов, освободившиеся после вымирания динозавров. До сих пор об изменениях диеты древних млекопитающих судили по палеонтологическим данным. Новое исследование американских и французских биологов показало, что для этого можно использовать также и данные по генам хитиназ (ферментов, расщепляющих хитин), количество которых коррелирует с долей беспозвоночных в рационе. У большинства мезозойских плацентарных было целых пять таких генов, унаследованных от общего предка, что указывает на насекомоядность. После вымирания динозавров многие группы плацентарных независимо стали терять свои хитиназы, что согласуется с переходом этих групп к хищничеству или растительноядности. В геномах многих плацентарных, включая человека, сохранились псевдогены — остатки испорченных мутациями генов хитиназ. Эти «генетические ископаемые» свидетельствуют о насекомоядности далеких предков.
ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ
Филогенетическое дерево вариантов гена кислой хитиназы млекопитающих (CHIA). Дерево состоит из пяти ветвей (CHIA1, ..., CHIA5), которые соответствуют пяти вариантам (паралогам) CHIA, имевшимся у последнего общего предка плацентарных. Черные кружки на концах веточек соответствуют функциональным хитиназам, способным расщеплять хитин в пищеварительном тракте. Белые кружки — псевдогенизированные (выведенные мутациями из строя) или сменившие функцию (потерявшие хитин-связывающий или хитинолитический участок) хитиназы.
...Интересно, что утрата хитиназ предками современных отрядов плацентарных происходила в основном уже после того, как эти отряды обособились друг от друга. Например, предки хищных, непарнокопытных и парнокопытных с китами разделились еще в мелу, а гены хитиназ утрачивались всеми тремя группами позже — в палеоцене и эоцене. Это важная деталь, помогающая примирить молекулярную филогенетику с палеонтологией. Дело в том, что эволюционные деревья, основанные на ДНК, упорно показывают, что практически все современные отряды плацентарных обособились еще в мелу, тогда как данные палеонтологии не менее упорно утверждают, что в мелу этих отрядов еще не было.
Эволюционная история хитиназ показывает, что разделение предков современных отрядов и их расхождение по трофическим нишам могли быть сильно разнесены во времени. А пока трофическая ниша оставалась прежней, не было и причин для серьезной морфологической дивергенции. Иными словами, предки носорогов и тигров еще много миллионов лет после своего разделения могли оставаться мелкими насекомоядными зверьками, похожими друг на друга как по диете, так и по морфологии. Между прочим, Ричард Докинз примерно так и описывал раннюю эволюцию плацентарных в своих научно-популярных книгах. Наблюдатель, заброшенный в позднемеловую эпоху на машине времени, едва ли смог бы догадаться, что от этой «землеройки» произойдут лошади и носороги, а вон от той — тигры и моржи.
Считается, что плацентарные млекопитающие в кайнозое резко расширили свой рацион, заняв ниши хищников и фитофагов, освободившиеся после вымирания динозавров. До сих пор об изменениях диеты древних млекопитающих судили по палеонтологическим данным. Новое исследование американских и французских биологов показало, что для этого можно использовать также и данные по генам хитиназ (ферментов, расщепляющих хитин), количество которых коррелирует с долей беспозвоночных в рационе. У большинства мезозойских плацентарных было целых пять таких генов, унаследованных от общего предка, что указывает на насекомоядность. После вымирания динозавров многие группы плацентарных независимо стали терять свои хитиназы, что согласуется с переходом этих групп к хищничеству или растительноядности. В геномах многих плацентарных, включая человека, сохранились псевдогены — остатки испорченных мутациями генов хитиназ. Эти «генетические ископаемые» свидетельствуют о насекомоядности далеких предков.
ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ
Филогенетическое дерево вариантов гена кислой хитиназы млекопитающих (CHIA). Дерево состоит из пяти ветвей (CHIA1, ..., CHIA5), которые соответствуют пяти вариантам (паралогам) CHIA, имевшимся у последнего общего предка плацентарных. Черные кружки на концах веточек соответствуют функциональным хитиназам, способным расщеплять хитин в пищеварительном тракте. Белые кружки — псевдогенизированные (выведенные мутациями из строя) или сменившие функцию (потерявшие хитин-связывающий или хитинолитический участок) хитиназы.
...Интересно, что утрата хитиназ предками современных отрядов плацентарных происходила в основном уже после того, как эти отряды обособились друг от друга. Например, предки хищных, непарнокопытных и парнокопытных с китами разделились еще в мелу, а гены хитиназ утрачивались всеми тремя группами позже — в палеоцене и эоцене. Это важная деталь, помогающая примирить молекулярную филогенетику с палеонтологией. Дело в том, что эволюционные деревья, основанные на ДНК, упорно показывают, что практически все современные отряды плацентарных обособились еще в мелу, тогда как данные палеонтологии не менее упорно утверждают, что в мелу этих отрядов еще не было.
Эволюционная история хитиназ показывает, что разделение предков современных отрядов и их расхождение по трофическим нишам могли быть сильно разнесены во времени. А пока трофическая ниша оставалась прежней, не было и причин для серьезной морфологической дивергенции. Иными словами, предки носорогов и тигров еще много миллионов лет после своего разделения могли оставаться мелкими насекомоядными зверьками, похожими друг на друга как по диете, так и по морфологии. Между прочим, Ричард Докинз примерно так и описывал раннюю эволюцию плацентарных в своих научно-популярных книгах. Наблюдатель, заброшенный в позднемеловую эпоху на машине времени, едва ли смог бы догадаться, что от этой «землеройки» произойдут лошади и носороги, а вон от той — тигры и моржи.
