: 16.02.2018
Лишний набор генов не помеха, а преимущество, если вы «девственный» мраморный рак
За последние годы в водоемах Европы и Африки в огромных количествах расплодились так называемые декоративные аквариумные мраморные раки, весьма популярные среди аквариумистов. Оказалось, что в природных экосистемах они размножаются так активно, что постепенно начали вытеснять другие виды ракообразных. Генетики из Германии, США и Мадагаскара провели расследование, чтобы узнать, откуда появилась эта необычная форма раков, и почему они начали стремительно распространяться по миру
Мраморные раки – любимцы аквариумистов, формально относятся к виду пресноводных раков Procambarus fallax, которых также часто содержат в домашних условиях. Латинское название нового подвида – Procambarus fallax f. virginalis – говорит само за себя: «virginalis» означает «девственная». Действительно, все мраморные раки представляют собой самок, размножающихся путем партеногенеза, т.е. без участия самцов (при этом яйцеклетки развиваются в полноценный организм без оплодотворения). Соответственно, все мраморные раки являются потомками одной-единственной женской особи. Такой однополый путь размножения этих ракообразных был подтвержден генетическим исследованиями, которые показали, что все раки, независимо от того, где они обитают, имеют одинаковый геном и фактически являются клонами.
Хотя ученые вплотную заинтересовались этими животными около пяти лет назад, история нового подвида, по-видимому, началась еще в середине 1990-х гг. в Германии, конкретнее – в аквариуме, где содержались обычные раки P. fallax разного пола. По-видимому, у какого-то самца или самки случайным образом сформировалась аномальная половая клетка (сперматозоид или яйцеклетка), содержащая двойной набор хромосом вместо стандартного одинарного. В результате обычного полового размножения на свет появился уникальный экземпляр – самка с тройным хромосомным набором, которая и стала родоначальницей нового подвида.
Исследования показали, что два этих набора действительно практически идентичны, т.е. получены от одного родителя, а третий имеет хорошо выраженные отличия. Благодаря этому последнему мраморные раки отличаются высоким уровнем гетерозиготности, т.е. разнообразием форм одного и того же гена. Триплоидность позволяет ракам размножаться партеногенезом, а гетерозиготность не дает проявиться эффектам вредных мутаций, обычно накапливающихся при таком способе размножения.
Данные геномных исследований дают ответ на вопрос, как мраморному раку удается вести активную географическую экспансию и быстро приспосабливаться к различным условиям окружающей среды. Эти животные сегодня встречаются в водоемах с самой разной температурой, кислотностью, соленостью; они практически всеядны: в их рацион входят насекомые, рачки, мелкая рыбешка и даже гниющие листья… Считается, что способность к адаптации у популяций, состоящих из особей с одинаковым геномом, должна быть затруднена. Но тут мраморным ракам помогает все та же исходно высокая гетерозиготность, а так как бесполое размножение происходит значительно проще и быстрее полового, то они просто берут количеством.
Для большой науки мраморные раки представляют, с одной стороны, прекрасную модель эволюции молодого вида животных, размножающихся партеногенезом, причем все эволюционные изменения можно наблюдать буквально в реальном времени. С другой стороны, исследователи сравнивают размножение мраморных раков с ростом злокачественной опухоли и наблюдают за экологическими последствиями их быстрого распространения. Кстати сказать, мраморных раков уже объявили инвазивным видом, пагубно влияющим на другие виды ракообразных, и Евросоюз запретил их продажу как аквариумных животных.
Фото: https://commons.wikimedia.org
Подготовила Мария Перепечаева
: 16.02.2018 
