Составив карту этих геномов, ученые могут лучше понять эволюцию птиц, которые являются ближайшими живыми родственниками зубастых хищников, сказал Дэвид Рэй, доцент биологии. Команда завершила геном крокодила, аллигатора и настоящего гавала, чтобы завершить геномный семейный портрет.
«Одним из основных открытий в нашем случае было то, что геномы крокодилов меняются очень медленно по сравнению с геномами птиц», — сказал Рэй. «Мы сравнили птиц и крокодилов с черепахами, которые являются ближайшими живыми родственниками группы, в которую входят как птицы, так и крокодилы. Мы обнаружили, что они также эволюционировали медленно.
Лучшее объяснение этому — то, что общим предком всех троих был медленная эволюция », что, в свою очередь, предполагает, что быстрая эволюция — это то, что развивалось у птиц независимо».Исследования начались в 2009 году как попытка нанести на карту только 1 процент ДНК крокодилов. Однако вскоре после запуска цена за отображение миллиона баз упала с 1000 долларов в конечном итоге до 1 доллара.
«В первоначальном предложении мы предлагали секвенировать около 2,4 миллиона баз трех крокодилов», — сказал Рэй. «К тому времени, когда мы получили средства, стало ясно, что мы легко можем сделать в тысячу раз больше и можем позволить себе секвенировать весь геном из 3 миллиардов оснований».Рэй сказал, что когда биологи смотрят на группу организмов, они ищут то, что делает эту группу уникальной, а также то, что разделяют все члены одной группы организмов, чего нет у других групп. Лучший способ сделать это — обследовать своих ближайших родственников.«Технически ближайшие родственники птиц — динозавры», — сказал он. "Таким образом, мы можем смотреть только на их окаменелости, и это может предоставить лишь ограниченную информацию об их биологии по сравнению с изучением организмов, которые существуют сегодня.
Мы получаем представление о различиях в поведении, структурах, которые не окаменелости, и, в нашем случае, состав генома ".Рэй сказал, что он и другие ученые были удивлены, увидев, насколько генетически однородными были аллигаторы, секвенированные группой. Первоначально группа подозревала жестокую охоту на протяжении большей части 20-го века.«Поскольку популяция аллигаторов сильно сократилась, мы сначала подумали, что это могло произойти», — сказал он. «Однако мы видим одну и ту же закономерность у всех трех видов, и вероятность того, что все три были подвержены одним и тем же генетическим узким местам, мала.
Вместо этого мы предположили, что изменения у крокодилов просто происходят медленно. Другими словами, дело не в том, что генетические различия были уменьшены из-за чрезмерной охоты.
Скорее, количество вариаций у крокодилов невелико, потому что изменения в этих геномах просто происходят медленно ».ДНК аллигаторов, крокодилов и гавайалов идентична примерно на 93 процента по всему геному. Для сравнения: у человека примерно 93 процента ДНК совпадает с ДНК макаки.«Разница в том, что люди и макаки имели общего предка около 23 миллионов лет назад, в то время как аллигаторы и крокодилы имели общего предка в гораздо более далеком прошлом, около 90 миллионов лет назад», — сказал он. «Это означает, что в геномах приматов все меняется примерно в четыре раза быстрее, чем у крокодилов».
Эд Грин, доцент кафедры биомолекулярной инженерии Калифорнийского университета в Санта-Крус, работал над геномами нескольких млекопитающих, в том числе неандертальцев. Он сказал, что не ожидал таких медленных генетических изменений, наблюдаемых у этих рептилий.«Геномы крокодилов действительно интересны, потому что они, кажется, так мало изменились с течением времени», — сказал Грин. "С точки зрения человека, который хорошо разбирается в геномах млекопитающих, рептилии странны тем, насколько они статичны. Особенно статичны крокодилы и аллигаторы.
«Как и в большинстве геномных проектов, сборка и аннотация — это только начало. В Crocodylia есть такая увлекательная биология, как определение пола в зависимости от температуры. Самцы и самки крокодилов генетически идентичны, и мы хотели бы знать, как это работает. Мы».
Мы также теперь в состоянии начать внимательно изучать геномы общего предка крокодилов и птиц. О биологии этого существа, называемого архозавром, известно немного. геном из живых геномов его живых потомков, крокодилов и птиц ".
Их исследования, в значительной степени финансируемые Национальным научным фондом, появятся в пятницу (12 декабря) в рецензируемом журнале Science.