Зеркальные улитки могут спариваться лицом к лицу благодаря скручиванию половых органов

Исследование под руководством Университета Ноттингема показало, что японские наземные улитки с разным направлением закрученности раковины, вопреки ожиданиям, иногда способны к спариванию. Это означает, что их следует считать одним видом, что имеет значение для классификации других улиток.

У большинства улиток раковина закручена вправо (декстральная), но редкие «зеркальные» особи имеют левозакрученную (синистральную) раковину. Это наследуемое состояние привлекает внимание, потому что гениталии «левых» улиток находятся на противоположной стороне головы, и считалось, что нормальное спаривание «лицом к лицу» для них затруднено или невозможно.

Однако новое исследование доктора Ангуса Дэвисона и аспиранта Пола Ричардса, опубликованное в журнале Evolution Letters, выявило у японских улиток случаи, когда два типа преодолевают этот барьер — скручивая гениталии, чтобы спариться в положении лицом к лицу. Исследование также нашло доказательства этого в их генетическом составе.

Долгие годы декстральную Euhadra aomoriensis и синистральную Euhadra quaesita считали разными видами, так как их зеркальная анатомия, как полагали, делала спаривание невозможным. Однако исследователи обнаружили, что улитки иногда способны скручивать гениталии в нужное положение для спаривания лицом к лицу. Общее происхождение двух типов также подтвердилось сравнением геномов улиток, выявившим генетическое сходство.

Доктор Дэвисон сказал: «Мы были удивлены, обнаружив, что особи Euhadra с разной закрученностью иногда могут спариваться, вопреки ожиданиям, и что этому есть доказательства в их ДНК. Ранее предполагалось, что спаривание лицом к лицу между зеркальными улитками невозможно. Мы показали, что хотя спаривание — и перемещение генов — между двумя типами, безусловно, редкое событие, оно происходит достаточно часто, чтобы два типа правильно считать одним видом. Оказывается, проблема спаривания в основном поведенческая, требующая скручивания гениталий, а не физической несовместимости».

Профессор Сатоси Чиба из Университета Тохоку добавил: «Мы были очень удивлены, обнаружив в отчетах японских натуралистов случаи спаривания синистральных и декстральных улиток, но в эволюции даже редкие события могут оказывать большое влияние на гены. Поскольку улиток в целом иногда классифицируют как отдельные виды в основном на основе закрученности раковины, эта работа имеет значение для классификации других видов улиток».

Доктор Дэвисон также отметил: «Так как ранее было показано, что те же наборы генов, которые создают зеркальных улиток, также участвуют в формировании зеркальных тел у других животных — включая людей — дальнейшее исследование естественной изменчивости улиток может дать шанс понять, как органы размещаются в теле и почему этот процесс иногда может давать сбой».

Зеркальная реверсия у японских улиток рода Euhadra представляет одну из лучших возможностей для учёных исследовать возможность расхождения двух видов от общего предка. Ранее два независимых исследования использовали последовательности митохондриальной ДНК для изучения эволюционной истории и генетических отношений между синистральными и декстральными видами Euhadra, но пришли к разным объяснениям.

В этом новом исследовании учёные использовали сеть экспертов по моллюскам и японские источники, чтобы найти доказательства возможного спаривания между этими маловероятными партнёрами, обнаружив пять случаев такого поведения, включая одно наблюдение спаривания между разными видами — синистральной E. quaesita и декстральной E. senckenbergiana. Они также использовали более мощный метод RAD-seq для сканирования ДНК синистральных и декстральных особей, который подтвердил, что существует перемещение генов между двумя типами. В будущем исследователи хотели бы использовать те же методы, чтобы найти гены, делающие улиток зеркальными, что может иметь значение для понимания развития других животных, включая нас самих.

Работа лаборатории доктора Дэвисона с этими улитками-мутантами уже попадала в международные заголовки после публичной кампании по поиску синистрального партнёра для «левой» улитки Джереми, в надежде использовать потомство для изучения наследования этого редкого состояния.

Инициатива оказалась успешной — несмотря на сложное начало, когда найденные потенциальные партнёры спарились друг с другом и произвели потомство. Незадолго до недавней смерти Джереми улитка смогла произвести потомство с партнёром Томью, которое продолжат изучать в Ноттингеме. Томью недавно был сохранён в рамках заявки на включение в знаковый проект Sanger Institute «25 Genomes», что потенциально поможет раскрыть ДНК-синестру этих синистральных улиток.