Расшифрован геном «живого ископаемого»
Международная группа учёных из Окинавского института науки и технологий, Университета Нагои и Токийского университета впервые расшифровала геном лингулидного брахиопода Lingula anatina, собранного на острове Амами в Японии. Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, представляет результаты анализа более 34 000 генов, составляющих геном L. anatina, и показывает, что, несмотря на репутацию лингулы как «живого ископаемого», её геном активно эволюционирует.
Брахиоподы — морские беспозвоночные с наружной раковиной и стебельком. Их часто путают с моллюсками, но это сходство поверхностно. В отличие от двустворчатых моллюсков, раковины брахиопод расположены на верхней и нижней сторонах тела. Брахиоподы — одни из первых известных примеров биоминерализации у животных. Их самые ранние окаменелости датируются ранним кембрием, около 520 миллионов лет назад. Лингулидные брахиоподы с силурийского периода (443–419 млн лет назад) так мало изменились внешне, что Дарвин назвал их «живыми ископаемыми». Однако текущее исследование опровергает представление об остановившейся эволюции.
Филогенетический анализ генома Lingula указывает, что брахиоподы — близкие родственники моллюсков, но их эмбриональное развитие сильно отличается и напоминает развитие вторичноротых. Расшифровка генома поможет изучить эти различия. Несмотря на стабильность внешнего вида, геном Lingula эволюционирует быстро. Исследователи обнаружили значительные изменения в его структуре и генных семействах. При этом гены, связанные с базовым метаболизмом, меняются медленнее всего среди лофотрохозоев.
Одна из загадок эволюции — использование и позвоночными, и Lingula фосфата кальция и коллагеновых волокон для биоминерализации, несмотря на эволюционную отдалённость. Сравнение на уровне генома показало, что Lingula не имеет генов для формирования кости и использует другие типы коллагена. Это указывает на независимую, параллельную эволюцию механизмов формирования твёрдых тканей. Расшифровка генома Lingula проливает свет на эволюционную историю брахиопод и лофотрохозоев, а также на происхождение биоминерализации.