Бесполое размножение ≠ конец эволюции

Генетики из США впервые расшифровали геном червя Diploscapter pachys, размножающегося исключительно бесполым путем уже 18 миллионов лет, и выяснили, почему он до сих пор не стал жертвой эволюции. «Ученые очень давно пытаются понять, как подобные животные существуют на протяжении многих миллионов лет без секса. Сам факт их выживания противоречит нашим представлениям о том, какую роль секс играет в избавлении от мутаций и приспособлении к новым условиям среды», — говорит Дэвид Фитч, генетик из университета Нью-Йорка (США).

Первые многоклеточные животные, появившиеся на Земле примерно 550 тысяч лет назад, изначально размножались бесполым путем, однако впоследствии они быстро перешли к половому размножению, обмениваясь генетическим материалом и комбинируя его.

Причиной этого, по мнению сторонников так называемой «гипотезы Красной Королевы», были паразиты и вирусы, способные эволюционировать быстрее, чем их бесполые жертвы. Как показали недавние эксперименты с рачками-дафниями, способными размножаться и тем, и другим путем, длительное бесполое размножение заметно снижает их стойкость к инфекциям и лишает их защиты от паразитов. Как отмечает Фитч, черви Diploscapter pachys, а также некоторые коловратки и рачки, являются единственным исключением из этого правила – эти существа прожили уже несколько миллионов лет без секса и при этом не вымерли. Секрет их выживания является одной из самых интересных эволюционных загадок, и ученые только сейчас смогли решить ее, расшифровав ДНК этих червей.

Практически сразу биологи заметили необычную вещь – весь геном этих нематод был «склеен» в одну гигантскую пару хромосом, что совершенно не характерно для его ближайшего родственника, Caenorhabditis elegans, имеющего шесть пар хромосом, и прочих червей. Что еще интереснее, практически все гены в этих хромосомах остались на своих местах и никуда не «переехали» за 18 миллионов лет раздельной эволюции этих существ.

Это необычное свойство ДНК Diploscapter pachys является продуктом еще одной эволюционной «инновации» – отсутствия в ДНК червей генов, управляющих первой стадией мейоза.  Под этим словом ученые понимают ключевую часть процесса деления половых клеток, когда ее хромосомы «перемешиваются», удваиваются и «растаскиваются» по двум парам будущих яйцеклеток или сперматозоидов. Благодаря этому в геноме этих червей сохраняется высокое генетическое разнообразие – разделение хромосом не происходит, и они сохраняют тот вид, который они унаследовали от их далеких предков, еще размножавшихся половым путем. Соответственно, потомки Diploscapter pachys сохраняют два набора очень разных генов, различия между которыми, как отмечают ученые, примерно сопоставимы с теми, которые характерны для животных, производивших потомство половым путем.

«Кажется, мы решили эту загадку — червям Diploscapter pachys удалось избавиться от главного недостатка бесполого размножения, поддерживая высокое генетическое разнообразие и защищая себя от накопления рецессивных мутаций. Крайне ироничным выглядит то, что нематоды добились этого, сломав тот механизм, которые предотвращает их появление при половом размножении», — отметил Фитч.