Ученые наконец-то расшифровали геном редкой рептилии, чья родословная восходит к временам, предшествующим динозаврам. К слову, они более тесно связаны со змеями и ящерицами, чем с черепахами и крокодилами.
Туатара может выглядеть как обычная ящерица, но это не так. Они — последние выжившие представители древней группы рептилий, процветавшей во времена, когда по Земле бродили динозавры.
Обитающая в Новой Зеландии туатара обладает рядом исключительных способностей. Например, она живет сто лет, невосприимчива ко многим инфекционным заболеваниям и демонстрирует невероятную физическую активность при крайне низких для рептилий температурах. Теперь ученые выясняют, почему этот вид столь уникален, и сделали полную расшифровку генетического кода туатары.
Исследование выявило не только эволюционное отношение туатар к другим рептилиям, но и выяснило причины долголетия животных, а также их способности противостоять холоду.
Технически туатара (Sphenodon punctatus) — это ринхоцефалы, отряд рептилий широко распространенных в мезозойскую эру (от 66 миллионов до 252 миллионов лет назад). Но за миллионы лет количество их разновидностей уменьшилось. Современная туатара — последняя из разновидностей. Рептилии уже давно представляют интерес для ученых из-за загадок эволюционных отношений с другими рептилиями — они имеют общие черты и с ящерицами, и с черепахами, и даже с птицами.
Когда-то туатары жили по всей Новой Зеландии, но теперь они остались в основном на прибрежных островах и считаются вымирающим видом. Рептилии просто теряют среду обитания — их вытесняют крысы. Опасность для туатар представляет и глобальное потепление климата.
Сборка генома туатары началась в 2012 году. Руководил исследованием биолог-эволюционист Нил Геммелл из Университета Отаго в Данидине (Новая Зеландия). Как выяснили исследователи, геном туатары огромен — около пяти гигабаз или примерно пять миллиардов спаренных оснований ДНК. Это примерно на две трети больше, чем у людей, и невероятно много для рептилий, говорит биолог-эволюционист Джулия Паскес из Университета Колорадо в Боулдере не принимавшая участия в исследовании. По ее словам, геномы ящериц и змей обычно составляют около 2 гигабаз. Геномы птиц могут быть вдвое меньше.
Основываясь на генетическом анализе, исследователи выяснили, что туатара более тесно связана со змеями и ящерицами, чем с крокодилами, птицами или черепахами. По оценкам исследователей, туатара и ее предки произошли от змей и ящериц около 250 миллионов лет назад, а это означает, что вид предшествовал даже самым древним динозаврам.
Ученые определили гены, отвечающие за их долголетие: у туатары есть много генов, участвующих в производстве селенопротеинов, которые помогают защитить клетки от старения и разрушения. И этих генов у них больше, чем у людей. Подобные открытия могут, в конечном итоге, найти применение в медицине, говорит соавтор и специалист по сравнительной геномике Матье Муффато из Европейского института биоинформатики в Хинкстоне (Англия).
Туатара также имеет большое количество генов TRP, которые участвуют в создании белков, связанных с температурной чувствительностью и регулированием температуры тела животного. По словам исследователей, эти гены могут быть причиной устойчивости рептилий к холоду. Туатары имеют самую низкую из всех рептилий оптимальную температуру тела — от 16 до 21 градуса по Цельсию.
Хотя новое исследование проливает свет на некоторые тайны туатары, остается еще немало загадок, связанных с этими животными. «Расшифровка генома туатары — это как открытие древней книги, — говорит Маффато. — Мы начали его анализировать, но до понимания генома еще далеко».
