Эволюция может быть высокопредсказуемой, показывает исследование

Исследователи из Ливерпульской школы тропической медицины показали, что при определённых обстоятельствах эволюция может быть высокопредсказуемой, особенно в том, как существа становятся устойчивыми к опасным токсинам.

В статье, опубликованной в журнале PNAS, учёные изучили реакцию различных насекомых, рептилий, амфибий и млекопитающих на давление естественного отбора в виде сердечных гликозидов — токсинов, которые производят некоторые растения и жабы для защиты от хищников.

Доктор Ник Кейсуэлл и его коллеги обнаружили, что эволюция устойчивости к токсину у всех изученных животных является результатом высокосходных молекулярных изменений в одном регионе одного конкретного гена. Это показывает, что ответы на селективный вызов могут приводить к высокопредсказуемым эволюционным ответам.

Во всех сильно различающихся животных устойчивость к токсину эволюционировала из-за двух изменений аминокислот в специфической части одного гена. Этот ген производит белок, который является важным компонентом сайта связывания сердечных гликозидов. Изменения аминокислот у устойчивых видов предотвращают связывание токсинов и, следовательно, их токсическое действие.

Факт того, что эти изменения вызваны естественным отбором, дополнительно подчёркивается возвращением к восприимчивости у варанов, которые мигрировали в районы, свободные от жаб.

«Повторяемость процесса, благодаря которому существа из всего животного царства стали устойчивыми к этим токсинам, демонстрирует, что в определённых обстоятельствах эволюция может быть ограничена высокопредсказуемыми путями», — сказал доктор Кейсуэлл.

Эта работа может предоставить простой метод для проверки уязвимости местных видов к инвазивным ядовитым жабам, что позволит экологам расставить приоритеты в защите видов с высоким риском.