Человек, осьминог и коралл выглядят совершенно по-разному, но в их клетках до сих пор хранятся узнаваемые фрагменты генома, унаследованного от общего предка, жившего более 600 миллионов лет назад. С тех пор хромосомы многократно сливались, разделялись и перестраивались. Международная команда под руководством ученых из Венского университета впервые сравнила все доступные геномы животных одновременно. Об этом пишет сайт Phys.org.
Исследование, опубликованное в Science Advances, показало, что геномы животных эволюционируют не случайно, а по ограниченному набору необратимых «эволюционных магистралей». Ученые проанализировали более 5800 хромосомных геномов, охватывающих 4454 вида из 19 типов животных — это крупнейшее сравнение такого рода за всю историю. Они разработали новый подход под названием «эволюционная топология генома», который проецирует это разнообразие на единую карту.
В основе закономерностей лежит процесс «слияния со смешиванием»: когда две хромосомы сливаются, их гены перемешиваются так, что это невозможно обратить вспять. Такие изменения служат надежными маркерами общего происхождения. Поскольку процесс необратим, основные группы животных оказываются в разных областях «пространства геномной архитектуры».
Метод позволяет не только изучать прошлое, но и моделировать возможные направления эволюции генома. Это важно для сохранения биоразнообразия: подход помогает выявлять необычные линии, например, комаров, стеклянных губок или дождевых червей, чья геномная архитектура не имеет близких аналогов. По словам профессора Олега Симакова, понимание этих правил эволюции позволяет определить ключевые меры для сохранения биоразнообразия животных.