Зеркальные карпы развернули эволюцию вспять

Оказавшись в дикой природе, зеркальные карпы всего за несколько десятков поколений вернули себе нормальную плотную чешую. При этом ключевая мутация, ответственная за отсутствие чешуек, у них сохранилась. Чтобы «запустить эволюцию вспять», рыбы использовали другие гены. Об этом рассказывает статья, опубликованная журналом Proceedings of the Royal Society B.

В начале ХХ века зеркальные карпы — искусственно выведенная форма сазанов, практически лишенных чешуи, — были выпущены на волю на Мадагаскаре. Жители острова активно занимаются ловом этих рыб, и уже в 1950-х годах заметили, что у них стала вновь появляться чешуя. К настоящему времени карпы вовсе перестали быть зеркальными. Этим «регрессом» результата искусственного отбора заинтересовался французский биолог Марк Вандепут (Marc Vandeputte).
Вместе с коллегами из Венгрии и Мадагаскара ученый выловил 686 карпов (Cyprinus carpio), примерно 65 процентов из которых имели полноценную плотную чешую. Известны по крайней мере две независимые мутации в двух копиях разных генов, приводящие к потере чешуи, и их разные сочетания создают разные формы зеркальных карпов. Одну из мутаций удалось связать с геном рецептора фактора роста фибробластов (fgfr1a1). Вторая остается неизвестной, но в гомозиготной форме она смертельна для рыб.
Изучив ДНК мадагаскарских карпов, густо покрытых чешуей, авторы обнаружили, что у них сохранилась мутация в обоих копиях гена fgfr1a1. Проведя серию скрещиваний, Вандепут с соавторами убедились, что увеличение у них плотности чешуи определяется именно геномом: наследуемость этого признака составила 0,49. За столетие, прошедшее с момента, когда их зеркальных предков выпустили на Мадагаскаре, сменилось меньше 40 поколений, и за это время карпы «нашли» другие способы вернуть себе чешую.
По мнению авторов, столь быстрые эволюционные изменения могут быть связаны с полигенной природой этого признака: дополнительные геномные варианты, влияющие на плотность чешуи, могут встречаться и у особей «дикого типа», однако нормальное состояние гена fgfr1a1 маскирует их действие. У зеркальных карпов, имеющих мутантный fgfr1a1 и оказавшихся под давлением естественного отбора (скорее всего, плотная чешуя обеспечивает лучшую защиту от паразитов), эти пока неизвестные генные варианты сумели проявиться, вернув им естественное чешуйчатое покрытие кожи.

Этот результат интересен и с точки зрения закона необратимости эволюционных процессов, согласно которому однажды утраченный признак не может восстановиться даже после возвращения прежних внешних условий. С одной стороны, культурные карпы вновь обзавелись нормальной чешуей; с другой же, этот процесс пошел вовсе не по простому пути восстановления исходной формы гена fgfr1a1.

Неприхотливые, крупные и быстро размножающиеся сазаны давно разводятся в неволе, превратившись в культурных рыб — карпов. Особенно удобные для пищевого использования зеркальные карпы были получены селекционерами около столетия назад. Сегодня они разводятся повсюду, повсеместно используются в кулинарии, а в некоторых случаях вновь оказались в дикой природе. Всеядность, агрессивность, высокая скорость роста делают карпов опасным инвазивным видом, так что в Австралии даже рассматриваются проекты по их истреблению искусственной эпидемией герпесвируса CyHV-3.

Роман Фишман