| Аннотация |
Проект, начатый в 2022 году и посвященный исследованиям сетчатой эволюции у рептилий, направлен на изучение механизмов и последствий гибридизации. В результате исследований скальных ящериц (Darevskia), обитающих на Кавказе, и агам-бабочек (Leiolepis) из Ю-В Азии мы показали, что экологические ниши однополых видов, имеющих в прошлом гибридное происхождение, значительно перекрываются с нишами родительских видов. Мы впервые смоделировали актуальные карты распространения однополых и обоеполых видов рода Leiolepis и показали, что современные виды гибридизируют друг с другом и встречаются тетраплоидные особи, возникшие от гибридизации триплоидного партеногенетика и самца обоеполого вида. Мы полагаем, что образование партеногенетических видов в прошлом связано с пульсацией ареалов родительских видов, например, в результате трансгрессий и регрессий уровня мирового океан в слуаче агам-бабочек. Палеоэкологическое моделирование ареалов позволит понять фундаментальные закономерности возникновения однополых видов.
Мы изучили механизм мейоза у скальных ящериц и агам-бабочек и показали, что удвоение количества хромосом перед мейозом – это основной механизм, обеспечивающий конъюгацию хромосом. Чтобы проверить гипотезу о том, что этот механизм восстановления плоидности работает у всех однополых видов, имеющих гибридное происхождение, необходимо провести дополнительные работы на южноамериканских ящерицах из рода Teius и Liolaemus.
В ходе работы мы показали, что зараженность однополых видов скальных ящериц кровяными паразитами может превышать таковую у самок обоеполого вида. Сочетание у них двух разных геномов предоставляет нам уникальную возможность исследовать, каким образом происходит взаимодействие генов, отвечающих за формирование иммунного ответа у гибридных особей.
У однополых рептилий изредка спонтанно образуются самцы. Причины их появления до сих пор не изучены. Мы полагаем, что у таких особей происходит блокировка работы ароматазы, отвечающей за преобразование женских половых гормонов в мужские, либо, чрезмерно экспрессируется ген антимюллерова гормона. В обоих случаях из генетически детерменированных самок могут образовываться самцы, что мы планируем проверить при продлении Проекта. Ранее мы показали, что у самцов партеногенетических видов мейоз протекает без эндодупликации, и образуются аномально-развитые сперматозоиды. Мы не понимаем, фертильны ли самца однополых видов и какова их роль в природе, могут ли они снижать груз мутаций у однополых видов? Для проверки этой гипотезы мы планируем провести подробный генетический анализ однонуклеотидных замен в геномах однополых и обоеполых видов, что поможет выявить наличие потока генов между ними, если таковой присутствует.
Партеногенетические рептилии отличаются от остальных однополых позвоночных животных тем, что яйцеклетка начинает дробиться без участия сперматозоида. Мы полагаем, что спонтанное развитие яйцеклетки связано с гибридогенным происхождением однополых рептилий и слабой молекулярной совместимостью между APC/C белковым комплексом, отвечающим за выход яйцеклетки из профазы II мейотического деления и связанного с ним Emi2 комплексом, связывающим APC/C и в норме разрушающимся при оплодотворении сперматозоидом. Проверка этой гипотезы важна не только с теоретической, но и с практической точки зрения, поскольку поможет манипулировать экспериментальными животными, создавать клональные линии, необходимые как для экспериментов, так и для сельского хозяйства.
Предлагаемая заявка содержит в себе не только начатые ранее темы, такие как моделирование экологических ниш и ареалов однополых и обоеполых видов, исследование механизмов межвидовой изоляции, изучение мейоза у однополых видов, но и новые направления исследований, направленные на выяснение молекулярных и генетических основ онтогенеза партеногенетических видов, что важно как для общетеоретического понимания механизмов эволюции, так и для практического применения полученных знаний, которые можно применить в передовых технологиях.
|
