Исследование 600 поколений дрозофил проливает свет на генетический механизм эволюции

Дрозофилы (Drosophila melanogaster) — популярный модельный организм в генетике, так как они дешевы, просты в обращении и разделяют с человеком 70% генов.

Ученые из Калифорнийского университета в Ирвайне (UCI) поставили эксперимент, чтобы разрешить давний спор в эволюционной биологии: эволюционируют ли половые организмы (дрозофилы, люди) так же, как бесполые (дрожжи, бактерии), где один мутировавший ген может быстро распространиться в популяции.

История вопроса

• Спор восходит к основателям популяционной генетики: Дж. Б. С. Холдейн утверждал, что эволюция у половых видов может двигаться за счет единичных генов, в то время как Рональд Фишер и Сьюэлл Райт считали, что изменения происходят благодаря малым изменениям во множестве генов.
• Профессор UCI Майкл Роуз, вдохновленный Райтом, с 1991 года выращивает популяции дрозофил, манипулируя их продолжительностью жизни. Его лаборатория вывела 600 поколений мух — эквивалент 12 000 лет человеческой истории.

Эксперимент и результат

• С 2009 года аспирантка Молли Берк анализировала геномы двух типов популяций Роуза: быстро развивающихся и контрольной группы.
• Исследуя все 14 000 наборов генов, она не обнаружила ни одного случая быстрого распространения единичного гена, связанного с ускоренным развитием.
• Вместо этого было выделено более 500 генов, связанных с этим признаком.

Вывод и значение

Это исследование, опубликованное в журнале Nature, является «полной реабилитацией Райта и Фишера и серьезным поражением для Холдейна». Оно доказывает, что у половых организмов эволюция сложных признаков определяется множеством генов.

Это открытие имеет практическое значение: если человеческие болезни контролируются многими генами, это объясняет трудности в создании абсолютно безопасных лекарств. Побочные эффекты могут возникать, когда препарат нацелен на один ген, не учитывая другие ответственные гены.