Зяблик Дарвина и эволюция обоняния

Зяблики Дарвина — около 14 родственных видов певчих птиц с Галапагосских и Кокосовых островов — навсегда вошли в историю, дав семена теории эволюции путем естественного отбора. Спустя 150 лет после знаменитой книги Дарвина эти птицы все еще могут преподать урок об эволюции. Большая международная группа исследователей, включая профессора Дорона Ланцета и доктора Цвию Олендер из Института Вейцмана, секвенировала полный геном зебрового амадина и детально его проанализировала.

Отчет о геноме, опубликованный 6 апреля в Nature, особенно важен для понимания процессов обучения речи и языку. Однако для Ланцета и Олендер результаты дали интересный поворот в понимании эволюции обоняния.

Певчие птицы, как и люди, способны к сложной коммуникации через звуки. Сходство птичьей песни и человеческой речи делает птиц полезной моделью для изучения того, как развивалась эта способность. Команда обнаружила, что большой процент генов, экспрессируемых в мозге амадина, связан с вокальной коммуникацией. Также выяснилось, что уровни экспрессии ряда генов, особенно из важного класса micro-RNA, меняются после того, как птица слышит песню. Это предполагает, что такие гены могут быть вовлечены в способность птиц учить новые мелодии.

В лаборатории Ланцета основное внимание уделяют обонянию. Олендер присоединилась к проекту, чтобы картировать гены, кодирующие обонятельные рецепторы у амадина. Это позволило внести вклад в давние дебаты о том, активно ли и важно ли обоняние для птиц. Есть положительные свидетельства: например, почтовые голуби используют запах для навигации. Однако компьютерный анализ генома курицы показал, что из 500 генов обонятельных рецепторов лишь около 70 производят активные белки.

Анализ генома зебрового амадина, проведенный Ланцетом и Олендер, выявил, что при том же общем количестве генов обоняния, у амадина в три раза больше активных генов: около 200 генов потенциально могут производить функциональные обонятельные рецепторы. Эта цифра поддерживает утверждение, что некоторые птицы действительно полагаются на обоняние.

Сравнение генома зебрового амадина с геномами других видов птиц проливает свет на эволюцию этого чувства. В отличие от млекопитающих, где большинство видов разделяют одни и те же семейства генов обонятельных рецепторов, 95% рецепторов у амадина принадлежат к уникальным для них семействам. Это указывает на то, что каждый вид птиц мог развить свой собственный набор обонятельных рецепторов отдельно, а не унаследовать их от общего предка.

Ланцет: «Это открытие предполагает, что запахи могут быть вовлечены в уникальную коммуникацию между особями внутри вида, помимо сообщений, которые они посылают через свои песни».