Биология

У животных обнаружили «память» в виде фенотипической пластичности

Darko Ceman/Picmamba

Биологи Мичиганского университета вместе с китайскими коллегами провели серию экспериментов, в ходе которых вырастили сотни цыплят на Тибетском плато и в прилегающей к нему низменности. Оказалось, что животные имеют долговременную «память», заключающуюся в изменчивости вида в зависимости от места его проживания. Свою статью исследователи опубликовали в журнале Science Advances.

Цель исследования заключалась в оценке относительного вклада двух типов фенотипических изменений в процесс адаптации к окружающей среде — пластических изменений и мутаций в генах. Пластические фенотипические изменения представляют собой изменения экспрессии генов, которые не сопровождаются корректировкой последовательностей ДНК. Мутации, наоборот, связаны с изменением кода ДНК, что также влияет на работу организма и его внешние признаки. В своей работе исследователи также пытались выяснить относительную роль пластических и мутационных изменений в адаптации, а также ответить на вопрос о том, служат ли первые ступеньками к последним.

Чтобы изучить относительную роль мутаций и пластических изменений, исследователи изучили различия в экспрессии генов между цыплятами, выращенными высоко в горах и в низине, в пяти типах тканей: мозг, печень, легкие, сердце и мышцы. Для этого авторы проанализировали транскриптомы РНК из клеток этих тканей. Геном состоит из ДНК, которая содержит инструкции, необходимые для синтеза белков.

Чтобы осуществить это, на первом этапе необходимо прочитать генетический код и транскрибировать его в молекулы матричной РНК. Анализируя весь набор последовательностей РНК в клетке — транскриптом, — исследователи могут определить, когда включаются и выключаются конкретные гены в различных условиях. Изменения в генной активности меняют фенотип организма, который включает его морфологию, поведение и физиологию. Термин «фенотипическая пластичность» относится к экологически индуцированным фенотипическим изменениям, которые не связаны с генетическими мутациями.

В результате исследования куриц одного вида исследователи обнаружили, что для адаптации к высокогорным условиям Тибетского плато им были необходимы некоторые мутации, но при помещении животных обратно в низменность ученые наблюдали их адаптацию с использованием пластических изменений.

Аналогичный результат наблюдался и в отношении «выводимости» яиц — доли оплодотворенных куриных яиц, вылупившихся в ходе исследования. Когда инкубацию яиц низинных куриц проводили на незнакомом им Тибетском плато, выводимость была значительно ниже, чем у яиц куриц, которые уже приспособились к этой среде. Но когда яйца птиц, обитавших на Тибетском плато, были насижены в низине — среде, знакомой с далекого прошлого, — ученые не обнаружили никаких различий в показателях «выводимости».

Результаты работы предполагают, что адаптивные мутационные изменения необходимы, когда организм впервые попадает в незнакомую среду, в то время как пластические позволяют подстроиться под изначальные условия после возвращения в них.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.