Тема:

Генетика растений и животных 2 месяца назад

Третий пол у водорослей обнаружили японские ученые

Женские половые сфероиды и бесполый сфероид вида Volvox reticuliferus

Женские половые сфероиды и бесполый сфероид вида Volvox reticuliferus
Фото Hisayoshi Nozaki.

Студенты-исследователи собирают образцы водорослей озера Сагами на реке Сагами, 2013 год.

Студенты-исследователи собирают образцы водорослей озера Сагами на реке Сагами, 2013 год.
Фото Hisayoshi Nozaki.


Фото Hisayoshi Nozaki.

Женские половые сфероиды и бесполый сфероид вида Volvox reticuliferus
Студенты-исследователи собирают образцы водорослей озера Сагами на реке Сагами, 2013 год.

Доцент Токийского университета Хисаёси Нодзаки (Hisayoshi Nozaki) в течение 30 лет путешествовал к реке Сагами в часе езды к западу от Токио и собирал там образцы пресноводных зеленых водорослей семейства вольвоциновых.

Вольвоциновые зеленые водоросли состоят из одноклеточных и многоклеточных элементов одновременно. Поэтому они интересны биологам как модель эволюции живых существ.

Команда Хисаёси Нодзаки на примере вольвоциновых водорослей пыталась понять, как эволюционировали живые существа разных полов. Исследователи проанализировали образцы, собранные в 2007 и 2013 годах из плотинных озер вдоль реки Сагами и озера Цукуи и обнаружили вид пресноводных водорослей, которые эволюционировали из трех разных полов.

Более того, каждый из трех полов может размножаться в парах друг с другом, пишут ученые в статье, опубликованной в журнале Evolution.

На самом деле третий пол в растительном и животном мире не редкость. Так называемый третий пол обозначается термином гермафродитизм.

У организма, относящегося к гермафродитам, есть одновременно мужские и женские половые признаки и репродуктивные органы.

Естественный гермафродитизм присущ растениям, беспозвоночным животным: кораллам, медузам, червям, моллюскам, ракам, насекомым, а также рыбам. У раздельнополых животных гермафродитизм считается аномалией, хотя тоже встречается.

При естественном гермафродитизме организм способен производить и мужские, и женские половые клетки. А способностью к оплодотворению могут обладать либо оба типа половых клеток, либо только один их тип.

Природа позаботилась, чтобы гермафродиты не могли оплодотворять себя сами. Потому что при самооплодотворении набор генов организма не меняется. А выживает тот, у кого генетический набор разнообразнее. Однако многим водорослям, грибам, цветам и глистам в процессе эволюции все же удалось сохранить самооплодотворение – они учли требования эволюции.

Авторы исследования вольвоциновых водорослей утверждают, что обнаруженный ими феномен трех полов у этих организмов несколько отличается от гермафродитизма.

Среди раздельнополых организмов гермафродиты появляются из-за ошибки при копировании наследственной информации в виде цепочки ДНК. Это называют необычной экспрессией генов. У растений и животных, имеющих третий пол, гермафродиты появляются при нормальной экспрессии генов – то есть без ошибок в цепочке ДНК.

Появление третьего пола при нормальной экспрессии генов у вольвоциновых водорослей японские исследователи называют важным открытием.

Как сообщается, клетки зеленой водоросли третьего пола имеют гены и мужского, и третьего пола. Водоросли могут размножаться не только половым путем, но и почкованием.

При почковании, напомним, почкующийся организм полностью воспроизводит себя. То есть из женщины получается такая же женщина, из мужчины – копия мужчины, из третьего пола – копия третьего пола с тем же набором генов. (Что, как мы помним, не очень полезно с точки зрения выживания.) Однако при половом размножении клетки водоросли третьего пола могут производить и нормальные мужские, и нормальные женские организмы, утверждают ученые.

"Смешанные системы спаривания (trioecy) могут представлять собой промежуточные состояния эволюционных переходов между двудомными (женщина и мужчина) и однодомными (гермафродиты) системами спаривания в диплоидных организмах", – пишут ученые в своей статье.

Кстати, примером гермафродитов, которые могут производить и мужские, и женские организмы, и заодно гермафродитов, являются однодомные растения.

Их цветы опыляют сами себя. Они освоили все три вида полового размножения как раз для того, чтобы расширить набор генов своего потомства и получить преимущества при выживании.

Японские исследователи предполагают, что у зеленых водорослей ген третьего пола может быть активен только в присутствии генов мужских организмов. Чтобы разобраться в этом более подробно, необходимы дополнительные эксперименты, отмечают они.

Ранее мы сообщали, что отсутствие мужской хромосомы не мешает мышам-полёвкам производить на свет самцов, и о том, как сперматозоиды отравляют соперников, чтобы первыми добраться до яйцеклетки.

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим"