Загадка ДНК большой белой акулы бросает вызов современным объяснениям
Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, показало, что во время последнего ледникового периода (около 25 000 лет назад, когда уровень моря был ниже на ~40 м) большие белые акулы (Carcharodon carcharias) были сведены к единственной, хорошо смешанной популяции в южной части Индо-Тихоокеанского региона. Их численность была крайне низкой.
Около 7000 лет назад, по мере потепления климата и подъёма уровня моря, популяция начала увеличиваться и расходиться на север. Сегодня существует три генетически различные популяции: в южном полушарии (Австралия, ЮАР), в северной Атлантике и в северной части Тихого океана. Несмотря на широкое распространение, их общая численность остаётся низкой — около 20 000 особей глобально.
Несоответствие ядерной и митохондриальной ДНК
Учёные впервые обнаружили странность в 2001 году: митохондриальная ДНК акул из ЮАР заметно отличалась от таковой у акул Австралии и Новой Зеландии, в то время как ядерная ДНК у всех трёх популяций была практически идентичной.
Общепринятым объяснением последние 20 лет была филопатрия (возвращение для размножения в родные места): самцы активно мигрируют и смешивают ядерную ДНК между популяциями, а самки возвращаются рожать в одни и те же районы, сохраняя уникальность митохондриальной ДНК (которая наследуется только по материнской линии).
Новые данные опровергают старое объяснение
Команда под руководством Гэвина Нейлора собрала одну из крупнейших генетических баз данных по белым акулам (ядерные геномы и ~150 митохондриальных геномов со всего мира). Анализ подтвердил паттерн 2001 года: ядерная ДНК однородна, а митохондриальная показывает высокую вариабельность между популяциями.
Однако проверка гипотезы филопатрии дала отрицательный результат:
- В ядерной ДНК не было найдено даже слабого сигнала, который должен был бы появиться из-за возвращения самок.
- Моделирование показало, что 10 000 лет (время с окончания ледникового периода) недостаточно для накопления наблюдаемых различий в митохондриальной ДНК только за счёт филопатрии.
Что же может быть причиной?
Учёные проверили и отклонили другие гипотезы:
- Репродуктивный перекос (когда лишь немногие самки вносят вклад в следующее поколение) — не подтвердился.
- Генетический дрейф (случайные изменения в малых популяциях) — не может быть причиной, так как это случайный процесс, который затронул бы и ядерную, и митохондриальную ДНК одинаково, а различия наблюдаются только в митохондриальной.
Остаётся маловероятная, но пока не исключённая возможность — естественный отбор. Это кажется нелогичным, так как отбор обычно сильнее действует в больших популяциях, а у белых акул популяции малы. Если это он, то отбор должен быть "чрезвычайно летальным": любое отклонение от наиболее распространённой последовательности митохондриальной ДНК в данной популяции было бы смертельным и не передавалось бы потомству.
Вывод: Учёные не могут дать точного объяснения наблюдаемому генетическому несоответствию. "Честный научный ответ — мы понятия не имеем", — заявил Гэвин Нейлор. Загадка, открытая более 20 лет назад, остаётся неразгаданной и требует дальнейших исследований.