Как некоторым морским рыбам удалось пробиться из соленого моря в недавно появившиеся пресноводные ниши после последнего ледникового периода и в конечном итоге отличиться от своих морских братьев?

По мнению группы ученых из Исследовательской организации информации и систем (ROIS) в Японии, речь идет о генетике и питании. Исследование опубликовано 30 мая в журнале Science.

«Одним из недооцениваемых ограничений для пресноводной колонизации морскими животными является плохое качество пищи в пресноводных экосистемах» , — сказал Джун Китано, автор исследования и профессор лаборатории экологической генетики в Национальном институте генетики, входящей в состав ROIS ». Как правило, пищевая цепь в морской среде богата омега-3 жирной кислотой DHA, которая необходима для развития и здоровья животных. Однако пресноводные экосистемы содержат очень мало DHA ».

Китано, вместе с ведущим автором Асано Исикава и его командой, сравнили геномы пресноводного клюшка с морской клюшкой, маленькой рыбкой с тремя шипами на спине.

Они обнаружили, что у пресноводной трёхиглой колюшки есть несколько копий гена Fads2, который помогает синтезировать DHA. С большим количеством копий гена рыба может синтезировать больше ДГК, по сравнению с их морскими кузенами, у которых в рационе есть изобилие ДГК.

Чтобы дополнительно проверить эту теорию, исследователи разработали генетического мутанта морского колюшки, который сверхэкспрессирует Fads2. Он синтезировал больше ДГК и продемонстрировал более длительный срок службы, чем контроль морской палки, предоставив дополнительные доказательства того, что генетическая способность использовать доступную ДГК определяет, где рыба колонизирует.

«Неясно, когда появилось генетическое преимущество», — сказал Китано. «Возможно, древние вымершие пресноводные виды обладали дополнительными копиями Fads2 где-то в геноме или были приспособлены к диете, лишенной DHA, посредством других мутаций».

По словам Китано, возможно, что множественные копии гена позволили некоторым версиям приобретать новые функции, например, способ лучше синтезировать DHA.

Ген Fads2 может позволять определенные виды у видов, выходящих за пределы колючки, так как он также появляется с большей скоростью у рыб, которые колонизируют пресную воду. Предыдущее исследование также показало признаки естественного отбора у людей, которые колонизируют полярные регионы.

«Похоже, что он является важным геном помимо рыбы, у самых разных организмов, включая людей», — сказал Китано.