Австралийские генетики из Университета Аделаиды расшифровали геном обитающей в Новой Зеландии удивительной рептилии – современницы и родственницы динозавров гаттерии, известной также под названием «туатара». Результаты исследования показывают, что это животное, сохранившееся практически неизменным со времен динозавров, связано родством не только со знаменитыми ящерами мезозоя, но и с наиболее примитивными современными млекопитающими.
Свидетель ушедших эпох
Туатара (Sphenodon punctatus), внешне похожая на ящерицу, – единственный ныне живущий представитель семейства клинозубых, относящегося к некогда обширному отряду клювоголовых рептилий – риноцефал. Эти очень древние животные имели широкое распространение во всей Гондване, а в настоящее время последние клинозубые – гаттерии – обитают лишь на нескольких островах в составе новозеландского архипелага.
Палеонтологические данные свидетельствуют, что морфология гаттерий не претерпевала существенных изменений на протяжении десятков и даже сотен миллионов лет. А новое исследование, о результатах которого сообщает статья в научном издании Nature, показывает, что геном этого «живого ископаемого» несет множество признаков древнейших рептилий, от которых произошли как динозавры и их прямые потомки птицы, так и современные пресмыкающиеся и млекопитающие.
Удивительный геном туатары
Геном гаттерии, состоящий из 36 хромосом, представляет собой смесь наследственных и производных характеристик. Его полное секвенирование (определение последовательности) позволило ученым провести его сравнение с ДНК других наземных позвоночных. Оказалось, что туатара обладает одним из самых больших геномов среди позвоночных, исследованных на сегодняшний день.
Сравнительный анализ показал, что геном туатары совпадает с геномами родственных динозаврам птиц и крокодилов, а также черепах не менее чем на 75 процентов. Однако самые удивительные результаты принесло исследование особых участков некодирующей части ДНК туатары – транспозонов, которые благодаря способности к самокопированию и перемещению в пределах генома иногда называют «прыгающими генами».
Несмотря на то, что эти мобильные элементы ДНК, как правило, не несут наследственной информации, их роль в эволюционном процессе весьма велика. Они могут влиять на кодирующие гены и образовывать в ДНК новые значащие последовательности. Сравнивая транспозоны в геномах различных организмов, ученые устанавливают степень их эволюционного родства.
Общее содержание мобильных элементов у туатары аналогично таковому у других рептилий. Однако выяснилось, что присущие им типы повторов более характерны для млекопитающих, особенно для наиболее примитивных из них – яйцекладущих, к которым относятся утконосы и ехидны. Таким образом, в геноме гаттерии сочетаются компоненты, присущие обоим крупнейшим классам позвоночных.
Тайны родословной
Опираясь на полученные данные, ученые определили время возникновения вида и построили для гаттерий филогенетическое древо, демонстрирующее их эволюционную историю.
Туатары появились около 250 миллионов лет назад, в раннетриасовую эпоху, когда их непосредственный предшественник отделился от предков современных змей и ящериц. За двадцать миллионов лет до этого произошло разделение линий общего предка всех этих животных и остальных зауропсид (пресмыкающихся), в том числе и динозавров.
Что касается разделения предковых форм, эволюция которых привела к возникновению рептилий и млекопитающих, оно случилось в начале пермского периода около 300 миллионов лет назад. Сохранив признаки родства как с той, так и с другой группой животных, геном гаттерии представляет собой ценный источник информации об эволюционном процессе. В своей работе авторы подчеркивают, что данное обстоятельство, служащее дополнительным свидетельством уникальности этого реликтового вида, должно сыграть роль в деле его сохранения.
