Эусоциальность у креветок ведет к увеличению генома

Ученые из Канады и США показали, что у креветок рода Synalpheus эусоциальность, то есть иерархически сложная общественная структура, приводит к увеличению размеров генома за счет повышения копийности мобильных элементов. Результаты исследования опубликованы в PNAS.

Credit:
Dustin R. Rubenstein | Пресс-релиз

В последние годы активно исследуются генетические предпосылки, делающие возможным появление у некоторых беспозвоночных эусоциальности, то есть иерархически сложно организованного сообщества, в котором особи разделены на касты с определенными функциями. Гораздо меньше известно о том, какой отпечаток сама эусоциальность накладывает на геномы животных. Ученые из Канады и США показали, что у креветок рода Synalpheus, живущих внутри губок, эусоциальность приводит к увеличению размеров генома за счет повышения копийности мобильных элементов.

В пределах рода Synalpheus размеры генома у отдельных видов сильно варьируют. Образ жизни также сильно различается: представители некоторых видов живут парами, в других случаях несколько размножающихся пар живут в одной и той же губке, а некоторые виды демонстрируют выраженную эусоциальность: в их сообществе есть одна или несколько размножающихся королев и особи-работники обоих полов.

Авторы исследования показали, что большие геномы имеют именно те виды креветок, которые демонстрируют эусоциальность. Они выяснили, что увеличение размеров геномов связано с повышением копийности мобильных элементов разных классов, в том числе ДНК-транспозонов, LINE и ретротранспозонов с длинными концевыми повторами. Число копий мобильных элементов у эусоциальных видов существенно больше, чем у видов, живущих парами.

Филогенетический анализ геномов креветок учитывал три переменные: социальную организацию, размер генома и количество мобильных элементов. Он показал, что с большей вероятностью эусоциальность является причиной увеличения копийности транспозонов, а не наоборот.

С другой стороны, авторы работы установили, что общий предок Synalpheus имел промежуточный между эусоциальными и неэусоциальными видами размер генома и количество мобильных элементов. В ходе последующей эволюции рода у неэусоциальных видов копийность мобильных элементов и размер генома уменьшались, а у эусоциальных, напротив, увеличивались. Достаточно большое число мобильных элементов у предкового вида могло способствовать эволюции в направлении эусоциальности.

Как эусоциальность может приводить к накоплению мобильных элементов? Авторы исследования связывают это со снижением числа особей, вовлеченных в размножение, то есть с высоким репродуктивным перекосом.

Источник

Solomon T. C. Chak, et al. // Eusociality in snapping shrimps is associated with larger genomes and an accumulation of transposable elements // PNAS, 2021, 118 (24), e2025051118, DOI: 10.1073/pnas.2025051118

Добавить в избранное

Вам будет интересно