У кого геном больше? Как известно, одни существа имеют более сложное строение, чем другие, а раз все записано в ДНК, то и это тоже должно быть отражено в ее коде. Получается, человек с его развитой речью обязан быть сложнее маленького круглого червяка. Однако если сравнить нас с червяком по количеству генов, получится примерно то же самое: 20 тысяч генов Caenorhabditis elegans против 20-25 тысяч Homo sapiens.
Приблизительные размеры геномов разных организмов (в парах оснований)Еще более обидными для "венца земных созданий" и "царя природы" являются сравнения с рисом и кукурузой — 50 тысяч генов по отношению к человеческим 25.
Впрочем, может, мы не то считаем? Гены — это "коробочки", в которые упакованы нуклеотиды — "буквы" генома. Может, посчитать их? У человека 3,2 миллиарда пар нуклеотидов. А вот японский вороний глаз (Paris japonica) — красивое растение с белыми цветами — имеет в своем геноме 150 миллиардов пар оснований. Получается, что человек должен быть устроен в 50 раз проще какого-то цветка.
Растение Paris japonica А двоякодышащая рыба протоптер (двоякодышащая — обладающая как жаберным, так и легочным дыханием), получается, в 40 раз сложнее, чем человек. Может, все рыбы почему-то сложнее, чем люди? Нет. Ядовитая рыба фугу, из которой японцы готовят деликатес, имеет геном в восемь раз меньше, чем у человека, и в 330 раз меньше, чем у двоякодышащей рыбы протоптер.
Остается посчитать хромосомы — но это еще сильнее запутывает картину. Как может человек по количеству хромосом быть равным ясеню, а шимпанзе — таракану?
С этими парадоксами эволюционные биологи и генетики столкнулись давным-давно. Они были вынуждены признать, что размер генома, в чем бы мы его ни пытались посчитать, поразительно не связан со сложностью устройства организмов. Этот парадокс назвали "загадкой значений С", где С — это количество ДНК в клетке (C-value paradoх, точный перевод — "парадокс величины генома"). И все-таки какие-то корреляции между видами и царствами существуют.
Ясно, например, что эукариоты (живые организмы, клетки которых содержат ядро) имеют в среднем геномы больше, чем прокариоты (живые организмы, клетки которых не содержат ядро). Позвоночные животные имеют в среднем геномы больше, чем беспозвоночные. Однако тут есть исключения, которые никто пока не смог объяснить.
Количество хромосом у разных видов животных и растенийБыли предположения, что размер генома связан с продолжительностью жизненного цикла организма. Некоторые ученые утверждали на примере растений, что многолетние виды имеют более крупные геномы, чем однолетние, причем обычно с разницей в несколько раз. А самые маленькие геномы принадлежат растениям-эфемерам, которые проходят полный цикл от рождения до смерти в течение нескольких недель. Этот вопрос сейчас активно обсуждается в научных кругах.
Поясняет ведущий научный сотрудник Института общей генетики им. Н. И. Вавилова Российской академии наук, профессор Техасского агромеханического университета и Гёттингенского университета Константин Крутовский: "Размер генома не связан с продолжительностью жизненного цикла организма! Например, есть виды внутри одного рода, которые имеют одинаковый размер генома, но могут различаться по продолжительности жизни в десятки, если не сотни раз. В целом есть связь размера генома с эволюционной продвинутостью и сложностью организации, но со множеством исключений. В основном размер генома связан с плоидностью (копийностью) генома (причем полиплоиды встречаются и у растений, и у животных) и количеством высокоповторяющейся ДНК (простые и сложные повторы, транспозоны и другие мобильные элементы)".
Есть также ученые, которые придерживаются другой точки зрения на этот вопрос.
Комментирует Андрей Синюшин, кандидат биологических наук, доцент кафедры генетики биологического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова:
"Есть впечатление, что размер генома хотя и влияет на некоторые показатели организма, не решает ничего однозначно. Иначе "парадокс величины генома" и не был бы парадоксом. Рост и развитие организма связаны с делением клеток. Каждому делению клетки предшествует удвоение ДНК — копирование всех ее "букв" — нуклеотидов. Поэтому логика проста: чем больше у клетки ДНК (независимо от ее содержания), тем медленнее будет делиться такая клетка и происходить рост организма, состоящего из таких клеток.
Однозначно сказать, что растения с большим геномом будут многолетними, а с маленьким — однолетними, нельзя. Есть ощущение, что в ходе эволюции разные группы растений решили эту проблему по-разному. Кому-то оказалось проще, имея большой геном, пойти у него на поводу и медленно расти, достигая способности размножаться лишь через много лет. Однако другие растения с большим количеством ДНК, кажется, предпочли сформировать небольшой по размерам организм и поскорее перейти к размножению, чтобы уложиться в один сезон. Например, у огромного и разнообразного семейства бобовых древесные виды имеют сравнительно небольшие геномы. Самое большое количество ДНК среди известных нам бобовых имеют однолетние (например, горох и бобы) и многолетние (типа мышиного горошка) травы. Кстати, медленно растущее многолетнее корневище (или клубень, луковица) и небольшая цветущая надземная часть, которая отмирает осенью, — пожалуй, наиболее экономное решение. Таковы растения с самыми крупными геномами — вороний глаз (парис) японский, рябчик и другие".
Специалисты ботанического сада Kew Gardens обнародовали результаты прочтения ДНК цветка вороньего глаза японского (Paris japonica). В процессе исследования выяснилось, что растение обладает геномом, который в 50 раз длиннее человеческого.
Небольшое 30-сантиметровое растение обладает ДНК длиной более 90 метров (фото Neil Roger/Flickr.com)149 миллиардов пар оснований – таков новый мировой рекорд протяжённости ДНК. В пресс-релизе сада учёные утверждают, что если выпрямить геном японского цветка, то он окажется выше знаменитого лондонского Биг-Бена.
Рекордсменом по количеству "букв" в ДНК среди животных является мраморный протоптер (Protopterus aethiopicus). В его коде биологи обнаружили 130 миллиардов пар оснований (фото Joel Abroad/Flickr.com). Кстати, подобная экстремальная длина генетического кода не даёт растению никаких преимуществ. И даже наоборот, мешает ему приспосабливаться к меняющимся условиям окружающей среды: из-за того что репликация ДНК происходит долго, вороний глаз растёт медленнее своих сородичей.
По мнению многих генетиков, нынешний рекорд не продержится долго. У биологов есть подозрение, что такие микроорганизмы, как амёбы, обладают ещё более массивной ДНК. (Уже давно ясно, что длина генома никак не связана со сложностью организма.)
Учёные пока не пришли к единому мнению, отчего в мире существует такой большой разброс в длине генетического кода, а точнее, в количестве мусорной ДНК (которая, впрочем, не вполне мусор).
Science приводит пример организма с одним из самых "скромных" геномов. В ДНК паразита Encephalitozoon intestinalis (на фото) содержится 2,25 миллиона пар оснований. Мы рассказывали о рекордсмене – одноклеточном-симбионте Carsonella ruddii, чей код насчитывает около 160 тысяч пар (фото AJ Cann/Flickr.com). Статья авторов открытия опубликована в Botanical Journal of the Linnean Society. Узнайте также о том, как геном одного вида был обнаружен в ДНК другого и зачем от части своих генов избавляются минога и мужская половая хромосома.
Источник: MEMBRANA
24-06-2016 Просмотров:6881 Новости Палеонтологии 
Антоненко Андрей
Палеонтологи обнаружили в Танзании окаменевшие гнезда термитов возрастом 25 млн лет, в которых те выращивали грибы. Следовательно, эти насекомые придумали сельское хозяйство еще в ту эпоху, когда людей не было...
06-02-2015 Просмотров:7702 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Шимпанзе имеют много сигналов для обозначения продуктов питания, которые им нравятся. Они непроизвольно издают эти характерные звуки, когда заметят что-то вкусное, например, инжир или пальмовые орехи. Это обращает внимание других...
14-03-2014 Просмотров:7736 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Южноамериканские ленивцы – чрезвычайно милые и забавные существа, проводящие большую часть жизни на деревьях. Но мало кто знает, что несколько миллионов лет назад ленивцы предприняли попытку завоевать морскую стихию и...
03-03-2016 Просмотров:6685 Новости Астрономии Антоненко Андрей
Межпланетная станция Cassini провела радарное исследование Титана и впервые обнаружила в углеводородном море Лигеи, крупнейшего спутника Сатурна, следы волн. Таким образом ученые разгадали тайну необычного острова, обнаруженного ранее в водоеме небесного тела....
16-02-2017 Просмотров:5864 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Исследователи подтвердили гипотезу о ядовитости звероящера Euchambersia, изучив строение его зубов. Оказалось, что прямо над его верхними клыками располагалась ямка с ядовитой железой, откуда яд стекал по костным каналам. Результаты исследования,...
В центральной Аляске среди остатков дома, насчитывающего 11 500 лет, найден скелет кремированного ребенка. Находка показала ученым неизвестные стороны жизни первых «колонизаторов» Америки. Раскопки 11500 летнего дома на Аляске Исследование, которое…
Палеонтологи обнаружили в Австралии останки необычно маленького сумчатого льва, который был назван в честь известного телеведущего и натуралиста Дэвида Аттенборо, британского "кузена" и друга Николая Дроздова, говорится в статье, опубликованной в журнале Palaeontologia Electronica. Microleo attenboroughi"Microleo attenboroughi…
Прояснить подробности возникновения резкого полового диморфизма у ластоногих (Pinnipedia) удалось аспиранту Карлтонского университета Томасу Каллену. Он убедительно показал, что большая разница в размерах самцов и самок возникла у этой группы…
Палеоэнтомологи установили, что пчелы, появившиеся вскоре после вымирания динозавров, без разбора садились на разные цветы, чтобы подкрепиться, но когда дело заходило о пище для их личинок, они летели к строго…
Международная команда палеонтологов обнаружила старейшую в мире окаменелость белки-летяги — экземпляр возрастом 11,6 миллионов лет вымершего вида под названием Miopetaurista neogrivensis в Испании. Белка-летягаЛетучие белки — единственная группа планерных млекопитающих, которая достигла значительного разнообразия (52 вида…
Палеонтологи обнаружили в Китае десятки скелетов птеродактилей и их яйца. Находка доказывает, что эти летающие рептилии образовывали колонии, подобно некоторым современым птицам. ЯйцоОб этом говорится в статье китайских ученых из Института палеонтологии позвоночных и…
Образ жизни адского вампира совершенно не соответствует его имени: вместо того чтобы преследовать добычу во мраке вод и высасывать из неё кровь, сей глубоководный головоногий моллюск предпочитает мирно собирать плавающий…
В системе Енисея пескарь сибирский принадлежит к распространенным рыбам. Населяет большие и малые реки, ручьи, озера, преимущественно проточные, пруды и водохранилища. В Енисее встречается вплоть до Полярного круга. Известен в…
Палеонтологи из США изучили останки вымершего пресмыкающегося Uatchitodon и реконструировали ход эволюции системы впрыскивания яда у змей. Зубы двух видов Uatchitodon. Чёрной стрелкой обозначен канал для доставки яда, а белой —…
Вверх