Древнейшая половая хромосома появилась у осьминогов примерно 380 миллионов лет назад
«Мы наткнулись, вероятно, на самую древнюю из известных на сегодняшний день половых хромосом животных», — говорит соавтор работы, генетик-эволюционист Эндрю Керн из Университета Орегона в Юджине. — «Определение пола у головоногих моллюсков, таких как кальмары и осьминоги, было загадкой — мы нашли первые доказательства того, как в этом задействованы гены».
У многих животных, включая большинство млекопитающих и некоторых насекомых, половые хромосомы определяют, станет ли особь «мужской» или «женской». У людей женщины обычно имеют две половые Х-хромосомы, а мужчины обычно имеют одну Х- и одну Y-половую хромосому. Но для некоторых групп животных, таких как головоногие моллюски, в число которых входят животные с мягким телом, такие как кальмары и осьминоги, и существа с твердым панцирем — наутилусы, исследователи не знают, как определяется пол особи. Ученые обычно считали, что определенную роль играют факторы окружающей среды, такие как температура, как и в случае с некоторыми рептилиями и рыбами.
Поиски Z-хромосомы
В 2015 году исследователи впервые сообщили о секвенировании генома головоногих моллюсков — самца калифорнийского осьминога Octopus bimaculoides. В последнем исследовании Керн и его коллеги составили карту генома самки калифорнийского осьминога. Они обнаружили 29 пар хромосом и одну единственную хромосому, названную хромосомой 17. Напротив, геном самца осьминога имел две копии хромосомы 17. Это различие привело исследователей к гипотезе, что хромосома 17 является половой хромосомой.
Секвенирование ДНК других осьминогов O. bimaculoides подтвердило эту идею. У у самцов всегда было две копии хромосомы 17, тогда как у самок — одна копия. Хромосома 17 содержит несколько генов, подобных тем, которые кодируют белки репродуктивных тканей человека, включая белок, обнаруженный в сперме. У животных, включая птиц и бабочек, самцы также имеют две половые хромосомы Z, тогда как самки имеют одну половую хромосому Z и одну W.
Но исследователям не удалось обнаружить W-хромосому у самок осьминогов. Это позволило предположить, что у мужчин есть половые хромосомы ZZ, тогда как у женщин — ZO, причем буква «O» означает отсутствие W-хромосомы.
Хорошо сохранился. В целом
Команда также обнаружила Z-хромосомы у некоторых других видов осьминогов и кальмаров, но не у наутилуса.
«Эта закономерность показывает, что Z-хромосома возникла в линии, которая привела к появлению современных кальмаров и осьминогов уже после того, как эта линия отделилась от наутилусов с твердым панцирем», — говорит Керн. Это означает, что Z-хромосома впервые появилась между 450 и 250 миллионами лет назад и сохранилась до наших дней, отмечает генетик. Ранее считалось, что самая древняя из известных половых хромосом животных возникла у осетровых рыб около 180 миллионов лет назад.
«Данные, представленные в этой статье, определенно позволяют предположить, что головоногие моллюски имеют одни из самых древних половых хромосом как среди животных, так и среди растений», — говорит Сара Кэри, из Института биотехнологии Hudson Alpha в Хантсвилле, штат Алабама.
Брачные игры современных осьминогов