Эволюция использует один и тот же генетический «шпаргалку» уже 120 миллионов лет, потому что зачем чинить то, что не сломано?

Ученые обнаружили доказательства того, что эволюция полагалась на одну и ту же генетическую «шпаргалку» более 120 миллионов лет, предполагая, что жизнь на Земле может быть немного более предсказуемой, чем учил вас ваш школьный учитель биологии.

Международная команда под руководством Йоркского университета и Института Сэнгера Уэллкома обратила внимание на бабочек и мотыльков из тропических лесов Южной Америки. Эти виды, несмотря на то, что они лишь отдаленно родственны, имеют поразительно схожие цветовые узоры на крыльях, которые кричат хищникам «не ешь меня» — явление, известное как мимикрия. Исследователи определили, какие гены контролируют эти общие цветовые узоры у семи отдаленно родственных видов. К их удивлению, и бабочки, и мотыльки неоднократно полагались на одни и те же два гена, ivory и optix, чтобы производить почти идентичные предупреждающие цвета.

Вместо того чтобы возиться с самими генами, эволюция настраивала регуляторные элементы — генетические «переключатели», которые контролируют, когда и где эти гены включаются. У бабочек эти переключатели были модифицированы схожим образом у разных видов. Однако мотылек внес изюминку: он использовал механизм инверсии (большой фрагмент ДНК, перевернутый задом наперед), который очень напоминает стратегию, наблюдаемую у одного из видов бабочек.

Профессор Канчон Дасмахапатра из Йоркского университета сказал: «Конвергентная эволюция, когда многие неродственные виды независимо развивают один и тот же признак, распространена по всему древу жизни. Но у нас редко есть возможность исследовать генетическую основу этого явления». Он добавил, что бабочки и мотыльки используют одни и те же генетические трюки со времен динозавров — что либо обнадеживает, либо разочаровывает, в зависимости от вашего взгляда на креативность.

Результаты, опубликованные в журнале PLoS Biology, предполагают, что эволюция не всегда случайна. Вместо этого она может следовать повторяющимся генетическим путям. Профессор Джоана Мейер из Института Сэнгера Уэллкома отметила: «Эти отдаленно родственные бабочки и мотылек все ядовиты и неприятны на вкус для птиц, пытающихся их съесть. Они очень похожи друг на друга, потому что если птицы уже усвоили, что определенный цветовой узор означает „не ешь, мы ядовиты“, то другим видам выгодно демонстрировать те же предупреждающие цвета».

Понимание того, что эволюция часто следует установленным генетическим маршрутам, может помочь ученым предвидеть, как виды могут реагировать на изменяющиеся условия окружающей среды или климатические сдвиги. Если природа склонна повторно использовать одни и те же биологические решения, прогнозирование будущих адаптаций может стать более достижимым — что является отличной новостью для тех, кто любит знать, что будет дальше, с точки зрения эволюции.