Галапагосские бакланы могли разучиться летать из-за мутации

Причины, по котором один из видов бакланов не может летать, кроются в геномных мутациях. Сравнив ДНК родственных видов, ученые нашли более дюжины изменений в кодирующих участках, которые в случае человека вызывают нарушения развития скелета. Результаты изложены в журнале Science.

Бакланы — это род морских птиц, распространенных по всему земному шару. Из около 40 видов только один — галапагосский баклан (Phalacrocorax harrisi) — «разучился» летать. Он обитает на самом западном острове Галапагосского архипелага — Фернандине. Существует немало нелетающих птиц, в том числе пингвины, страусы, киви и эму, но все они распрощались с небом более 50 миллионов лет назад, в то время как галапагосский баклан отделился от своих парящих родственников всего около двух миллионов лет назад. Такое относительно недавнее в эволюционном смысле событие предполагает небольшое количестве генетических изменений, отличающих летающих бакланов от тех, что прикованы к земле.

Генетик Леонид Кругляк из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе решил изучить эволюцию нелетающих бакланов. Так как участвующие в развитии гены зачастую плейотропны (то есть влияют на развитие двух и более фенотипических признаков) и нарушение их работы может привести к фатальному исходу, то изначальной идеей было сравнить некодирующие участки геномов исследуемой птицы с ее близкими родственниками: ушастым (Phalacrocorax auritus), беринговым (Phalacrocorax pelagicus) и бигуанским бакланами (Phalacrocorax olivaceus). Однако этот поиск не принес результатов, поэтому ученые обратили внимание на мутации в генах и обнаружили более дюжины изменений.

Найденные мутации в генах Ift122 и Cux1 у человека приводят к цилиопатии — редкому заболеванию, связанному с аномальными изменениями в скелете, такими как деформированный череп, короткие конечности и маленькая грудная клетка. Так как крылья галапагосских бакланов и их грудина необычайно малы, то биологи сделали вывод, что данные мутации могли существенно повлиять на эволюционное развитие птиц. Тем не менее связь между ними не доказана окончательно.

«Идеальным экспериментом было бы вывести летающих галапагосских бакланов или нелетающих бакланов другого вида», — поясняет Кругляк. «По мере развития технологий, мы можем представить испытание мутаций в этих генах на птицах и наблюдение за развитием крыльев», — добавляет ученый, намекая на методы, подобные технологии редактирования генома CRISPR.