Это объясняет удивительную живучесть тараканов.
Новое исследование генома тараканов предполагает, что в их ДНК хранится удивительная летопись древних взаимоотношений с бактериями, пишет Ecoticias.
Как рассказывается в исследовании, опубликованном в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, у нескольких видов тараканов содержатся тысячи крошечных фрагментов ДНК, которые произошли от Blattabacterium cuenoti – бактерии-партнера, которая жила внутри родственников тараканов миллионы лет. Это открытие не означает, что тараканы являются "частично бактериями". Но также показывает, что геномы животных могут быть гораздо более запутанными и более тесно связанными с микробным миром, чем ученые считали ранее.
Известно, что гены могут перемещаться между неродственными видами - этот процесс называется горизонтальный перенос. Это ценный источник генетического разнообразия, особенно потому, что он может давать организмам новый генетический материал, не дожидаясь медленных изменений от родителя к потомку.
Это характерно для бактерий. Микробы живут близко друг к другу, легко обмениваются генетическим материалом и часто поглощают ДНК из окружающей среды. Это одна из причин, почему устойчивость к антибиотикам может так быстро распространяться в бактериальных популяциях.
Животные устроены иначе. Их ДНК хранится внутри ядра, и передаваться могут только изменения, достигшие сперматозоидов или яйцеклеток. Это затрудняет представление о горизонтальном переносе генов у сложных животных.
Однако тараканы давно связаны с бактерией Blattabacterium. Эта бактерия живет внутри специальных клеток и передается из поколения в поколение через яйца, что дает ей многократные возможности вступать в тесный контакт с ДНК хозяина.
Исследователи проанализировали геномы тараканов и термитов. Они искали фрагменты ДНК, соответствующие Blattabacterium. Было обнаружено, что австралийские тараканы подсемейств Panesthiinae и Geoscapheinae несут более 3000 вставок, полученных путем горизонтального переноса генов, что, по словам авторов, более чем в 10 раз превышает предыдущую максимальную оценку для других эукариот, за исключением коловраток.
Большинство этих фрагментов были крошечными. Команда насчитала совпадения длиной не менее 50 пар оснований, и многие из них вовсе не являлись генами. Это означает, что большая часть бактериальной ДНК может представлять собой скорее разрозненные генетические обрывки, чем рабочие инструкции.
Так делают ли эти бактериальные фрагменты тараканов более живучими, быстрыми или их труднее уничтожить? Не обязательно.
Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что многие вставки, вероятно, практически ничего не меняют. Возможно, они проникли в геном случайно и остались там, потому что не были достаточно вредны для того, чтобы эволюция их удалила. Это может показаться не слишком впечатляющим, но на самом деле это одна из самых интересных частей истории.
Некоторые из обнаруженных бактериальных фрагментов, по-видимому, очень старые. Определенные фрагменты могли сохраняться в одной группе тараканов не менее 28,7 миллионов лет.
Это поднимает важный вопрос. Если фрагмент сохраняется в течение десятков миллионов лет, может ли он иногда выполнять какую-либо полезную функцию?
Ответ до конца не определен. Авторы отмечают, что некоторые долгоживущие фрагменты могут отражать определенные функциональные роли.
Но не стоит слишком преувеличивать результаты этого исследования. Оно не доказывает, что знаменитая живучесть тараканов обусловлена бактериальной ДНК. Оно не означает, что бактерии постоянно кардинально переписывают геномы животных.
Напомним, что микроскопические существа тихоходки опередили все другие виды в вопросах выживания. В суровых условиях тихоходка может впасть в криптобиоз – состояние, при котором метаболизм почти останавливается, и организм может выдерживать длительные периоды без воды. В этом режиме, по сообщениям исследователей, они могут выживать до 30 лет без пищи и воды.