Команда под руководством доктора Саймона Тирни обнаружила, что вид слепых хищных водных жуков, живущих под землей миллионы лет, экспрессирует гены зрения (опсин), которые обычно встречаются только у видов с глазами. Исследование опубликовано в журнале Royal Society Open Science.
"Белки опсина образуют зрительные пигменты, которые превращают фотоны света в сигнал, который отправляется в мозг. Мы ожидаем найти опсин у жуков, живущих над землей, но найти их у тех, кто живет в темноте, необычно », — говорит доктор Тирни, научный сотрудник Школы биологических наук Университета Аделаиды.
«Присутствие этих генных продуктов необычно не только потому, что нет света для активации сигнальных путей (биохимических каскадов) под землей, но и потому, что эти жуки также безглазые», — говорит он.
По словам доктора Тирни, генетические механизмы, которые приводят к уменьшению признаков с течением времени (регрессивная эволюция), интересовали биологов на протяжении сотен лет, потому что традиционные дарвиновские взгляды на эволюцию как на адаптивный процесс не обязательно применимы.
«Эволюция часто воспринимается как« направленный »или« адаптивный »процесс, но это не всегда так. Эти жуки предоставили нам достоверные предварительные доказательства неадаптивной эволюции », — говорит д-р Тирни.
«Неадаптивная эволюция или нейтральная теория — это когда нет избирательного давления на ген, что приводит к накоплению случайных мутаций в последовательности гена с течением времени», — говорит он.
Доктор Тирни и его команда использовали передовые методы молекулярной биологии (секвенирование следующего поколения), чтобы сравнить три вида подземных жуков с двумя тесно связанными видами, обитающими на поверхности. Продукты гена опсина были обнаружены у всех наземных видов и у одного из трех изученных видов подземных жуков.
«Наши результаты в целом соответствуют неадаптивной эволюционной теории, и открытие функционального опсина у одного подземного вида может указывать либо на вторичную роль опсина, известную как плейотропия, либо на количество времени, проведенного под землей», — говорит доктор Тирни.
На сегодняшний день известно около 100 известных видов подземных жуков, обитающих в изолированных подземных пещерах.
Доктор Тирни считает, что эти жуки предоставят биологам одну из наиболее информативных систем для изучения механизмов, ответственных за регрессивную эволюцию, поскольку можно проводить множественные сравнения между видами, что позволит получить большой размер выборки для статистической оценки.
«Наше исследование внесло значительный вклад в понимание того, как регрессивная эволюция может действовать в рамках неадаптивного эволюционного процесса», — говорит он.