На Суматре нашли новый вид больших человекообразных обезьян
Международная группа ученых обнаружила на острове Суматра новый вид орангутанов Pongo tapanuliensis. Раньше биологи считали, что здесь живет один вид орангутанов — Pongo abelii. Но теперь оказалось, что в центре острова обитает небольшая популяция обезьян, которые анатомически и генетически отличаются от суматранских Pongo abelii и калимантанских Pongo pygmaeus. Исследование опубликовано в Current Biology, кратко о нем сообщается в пресс-релизе Цюрихского университета.
На сегодняшний день к большим человекообразным обезьянам относят шесть видов — обыкновенного шимпанзе и бонобо, западных и восточных горилл, и суматранского и калимантанского орангутанов. Предположительно предки орангутанов отделились от африканской линии 19,3-15,7 миллиона лет назад и мигрировали в Азию, а много позднее на острова Суматру и Калимантан.
Суматранские орангутаны (Pongo abelii) обитают на севере острова, но еще в 30-е годы прошлого века появлялись сообщения об орангутанах, которых видели на северо-западе острова, в районе озера Тоба. В 1997 году существование изолированной популяции обезьян, живущих южнее ареала P. Abelii. В 2013 году в руки ученых попал скелет орангутана из этой популяции и они обнаружили анатомические отличия от суматранских и калимантанских орангутанов.
В новой работе биологи и антропологи исследовали черепа 33 самцов Pongo tapanuliensis, которые хранились в разных научных организациях. Ученые обнаружили особенности строения черепа и зубов, отличающие «южных» суматранских орангутанов от других видов. Среди прочего, оказалось, что черепа меньше по размерам, чем у других орангутанов того же возраста. Исследователи сравнили и внешний вид обезьян. Выяснилось, что P. tapanuliensis отличаются от суматранских P. Abelii кудрявой шерстью; у самцов есть заметные усы, а у самок — бороды.
Также ученые исследовали митохондриальный геном и последовательность Y-хромосомы 37 особей P. tapanuliensis и, чтобы проследить эволюцию орангутанов, построили филогенетическое дерево. На основе результатов анализа авторы статьи предположили, что орангутаны с материковой Азии попали на северо-запад Суматры, в район озера Тоба. P. tapanuliensis стали прямыми потомками популяции, которая колонизировала Суматру, Калимантан и остров Яву. Затем, около 3,4 миллиона лет назад суматранские орангутаны P. Abelii, живущие на севере острова, и P. tapanuliensis разделились. Однако обмен генами между двумя видами продолжался еще 10-20 тысяч лет назад, пока их ареалы не разделились. Калимантанская и суматранская линии разделились намного позже, около 700 тысяч лет назад.
Сейчас, по оценкам исследователей, популяция P. tapanuliensis насчитывает около 800 особей и обитает на территории около тысячи квадратных километров. Поэтому сразу же после описания вида тапанулийские орангутаны стали одним из самых уязвимых видов человекообразных обезьян. Если из-за охоты и уничтожения среды обитания в год будет гибнуть около восьми особей, новый вид обречен на вымирание.
Подробнее об орангутанах, их образе жизни и привычках вы можете прочитать в нашем материале.
Ученые впервые вызвали партеногенез геномным редактированием
Генетики из американских и британских университетов обнаружили, какие гены отвечают за факультативный партеногенез у дрозофил. Они внесли точечные изменения в мушиные гены, влияющие на текучесть мембран (Desat2), образование центриолей (Polo) и скорость пролиферации (Myc). Мухи-самки из созданной генетической линии успешно вступали в половое размножение, но были при этом способны к партеногенезу как минимум на протяжении двух поколений. Исследование опубликовано в журнале Current Biology. Партеногенез — развитие живых организмов из неоплодотворенной яйцеклетки — широко распространен среди животных. На филогенетическом древе чисто партеногенетические виды нередко соседствуют с практикующими «обычное» половое размножение. Иногда и вовсе удается описать спорадические случаи появления партеногенеза у отдельных представителей непартеногенетических видов. Следовательно, генетическая подоплека партеногенеза может возникать быстро по эволюционным меркам и должна быть в этом случае относительно несложной. Но конкретные молекулярные механизмы партеногенеза часто остаются нерасшифрованными. У мух, неспособных к партеногенезу, яйцо приостанавливается на стадии метафазы I мейоза, а дальнейшее развитие (завершение деления, отделение полярных телец и дальнейшие митотические деления) продолжается лишь после оплодотворения. Но встречаются и факультативно партеногенетические линии, в которых партеногенетические потомки составляют от десятых долей до десяти процентов популяции. Доктор Алексис Сперлинг (Alexis L. Sperling) из Кембриджского Университета с коллегами из американских университетов Мемфиса и Калифорнийского технологического исследовала механизм возникновения факультативного партеногенеза у мух вида Drosophila mercatorum. Генетики отобрали и секвенировали геномы и транскриптомы факультативно и облигатно партеногенетических штаммов D. mercatorum и сопоставили их между собой. При партеногенезе была изменена экспрессия 44 генов, связанных в основном с формированием центриолей и регуляцией клеточного цикла. Несмотря на то, что предки D. mercatorum и более изученной D. melanogaster разошлись более 40 миллионов лет назад, данные сравнительной геномики позволяют воссоздавать на более известном модельном объекте изменения, обнаруженные в геноме менее известного. Ученые воссоздали у D. melanogaster выявленные изменения активности генов, прибегая к CRISPR-редактированию генома, дупликациям генов, введению в геном генов антисмысловых РНК или энхансерных последовательностей. Самый высокий уровень партеногенеза был зарегистрирован в группах трансгенных D. melanogaster, у которых была повышена активность генов Polo (регулятор образования центриолей) или Myc (регулятор клеточного цикла), либо понижена активность генов Slmb (убиквитиновая лигаза, способствующая деградации Myc) и Desat2 (фермент, синтезирующий ненасыщенные жирные кислоты и регулирующий текучесть мембран). У каждого третьего облигатно партеногенетического яйца D. mercatorum полярные тельца или женские пронуклеусы вступали в митотические деления, давая начало эмбрионам (такая же картина наблюдалась в каждом восьмом случае факультативно партеногенетических линий). Количество полярных телец, способных спонтанно вступать в митоз (и тем самым формировать эмбрион) повышалось при повышении активности генов Myc и Polo. При этом многие мухи из партеногенетических линий после целлюляризации становятся недиплоидными (чаще всего, триплоидными) из-за нарушения образования веретена деления. Ученые получили 21 тысячу мух-самок D. melanogaster, гомозиготных по мутантным аллелям генов Polo, Myc и Desat2, и содержали их в отсутствии самцов. В общей сложности самки дали 143 взрослых потомка (в среднем 0,7 потомка на 100 мух), а у тех, в свою очередь, появилось два партеногенетических взрослых потомка второго поколения (1,4 процента от численности предыдущего поколения). Таким образом, линия животных, способных к партеногенезу на протяжении нескольких поколений, была впервые получена при помощи геномного редактирования. На основании полученных данных авторы предполагают следующий механизм факультативного партеногенеза. Повышение текучести мембран (цитоплазматической и мембраны эндоплазматического ретикулума) влияет на формирование центра организации микротрубочек и, следовательно, веретена деления. Его образование упрощает вступление в митоз. Такие изменения могли стать эволюционно выгодным приобретением при расселении мух в более холодные регионы (повышение текучести мембран, связанное со снижением активности десатураз, улучшает выживаемость мух при низких температурах). Впрочем, детали возникновения партеногенетических линий мух пока не до конца изучены — судя по диспропорции между небольшими изменениями в геноме и выраженным транскриптомным изменениями, часть изменений у партеногенетических D. mercatorum может носить эпигенетический характер (важность эпигенома для партеногенеза ранее была показана в эксперименте на мышах). О медийной шумихе вокруг возможности партеногенеза у человека и о генетических предпосылках к нему читайте в нашем материале «Половинка себя».