Жуки-калоеды помогли решить проблему курицы и яйца

Новые признаки у животных могут развиваться за счет не затронутых мутациями генов. Это выяснили биологи из Индианского университета, которые изучили развитие насекомых с циклопией. Исследование помогло решить проблему курицы и яйца в области эволюционной биологии развития. Результаты работы опубликованы в журнале Proceedings of the Royal Society B.

Ученые выключили гены orthodenticle (otd) у жуков рода калоеды (Onthophagus). Подавление активности ДНК вызвало резкие изменения в структуре головы насекомых, включая потерю рогов. Кроме того, отключение генов привело к формированию дополнительного глаза в верхней части головы, напоминающего глаз животного, больного циклопией.

Подобные манипуляции с теми же генами не приводили к похожим изменениям у жуков рода Tribolium, не имеющим рогов. Это указывает на то, что гены otd в калоедах приобрели дополнительную функцию и участвуют в развитии не только головы, но и ее отдельных структур в процессе метаморфозы насекомого из личинки во взрослого жука.

По словам ученых, полученные результаты проливают свет на проблему причинно-следственной связи (дилемма курицы или яйца) между генами и их работой в процессе развития организма. Чтобы ген мог отвечать за новую функцию, ему необходимо активироваться в нужном месте и в правильное время. Однако для этого он уже должен играть важную роль. Так, ген otd обеспечивает формирование головы, поэтому он просто сохраняет активность на более поздних стадиях развития и участвует в образовании новых структур.