Половой диморфизм у мозаичных канареек определяется работой гена BCO2, который эта порода унаследовала от огненных чижей. У самок он экспрессируется сильнее, что приводит к ускоренной деградации пигментов в перьях и делает их менее яркими. Как отмечают авторы исследования в статье для журнала Science, их открытие показывает, что сложные межполовые различия в окраске птиц могут регулироваться всего одним или несколькими генами.
У многих птиц представители разных полов отличаются цветом оперения. Самцы обычно имеют яркую окраску, которая служит рекламой для самок и предупреждением для конкурентов. В то же время самки окрашены скромнее, благодаря чему привлекают меньше внимания хищников, особенно во время насиживания.
Генетические основы полового диморфизма у птиц пока изучены недостаточно хорошо. Исследовать эту тему подробнее решила команда специалистов во главе с Мигелем Карнейро (Miguel Carneiro) из Университета Порту. Они сосредоточили свое внимание на необычной породе канареек (Serinus canaria) — мозаичной.
Для большинства домашних канареек и их диких предков, которые до сих пор живут на островах Атлантического океана, половой диморфизм не характерен. Однако у мозаичной породы самцы заметно отличаются от самок: у первых больше красных участков в оперении, в частности, есть красная «маска» на голове. Это объясняется тем, что в перьях самцов выше концентрация каротиноидных пигментов.
Половой диморфизм мозаичные канарейки унаследовали от южноамериканских огненных чижей (Spinus cucullatus). Когда этих птиц скрещивают с обычными канарейками, получаются особи, которые независимо от пола окрашены в ярко-красные цвета. Еще одно скрещивание дает птиц с мозаичным фенотипом и отличиями в окраске между самцами и самками.
Чтобы вычленить гены чижей, ответственные за половой диморфизм у их потомков, исследователи проводили обратное скрещивание, формируя пары между птицами мозаичной породы и обычными канарейками. Кроме того, они полностью отсеквенировали геномы мозаичных канареек, а также представителей обычных пород и дикой популяции.
Анализ позволил выявить три кандидата на роль регуляторов полового диморфизма — это гены PTS, BCO2 и TEX12. Сравнив их экспрессию в перьях самцов и самок мозаичных канареек, исследователи обнаружили, что у последних заметно повышена экспрессия одного из них, BCO2. Данный ген производит фермент β-каротиноксигеназу 2, который локализуется в митохондриях и участвует в разложении каротиноидов.
Таким образом, неяркая окраска самок мозаичных канареек связана с тем, что в их перьях быстрее идет распад пигментов. Исследователи предполагают, что усиленная активность BCO2 в их организме определяется более высокой концентрацией женских половых гормонов эстрогенов. Впрочем, им еще только предстоит обнаружить регуляторные элементы, связывающие работу BCO2 с гормональным фоном.
Анализ генома канареечного вьюрка (S. serinus) — родственника канареек, у которого половой диморфизм выражен ярче — подтвердил важную роль BCO2 в формировании различий между окраской самцов и самок. Впрочем, у другого близкого вида с сильным половым диморфизмом, мексиканской чечевицы (Haemorhous mexicanus), различий в экспрессии этого гена между полами найдено не было. Это значит, что BCO2 — далеко не единственный ген, определяющий разницу в окраске между самцами и самками разных птиц, но у мозаичных канареек за половой диморфизм отвечает именно он.
У некоторых птиц самцы и самки не только окрашены по-разному, но и линяют в разное время. Например, у капюшонных вильсоний (Setophaga citrina) самцы линяют на две недели раньше самок и ради этого порой даже бросают гнезда с птенцами. Впрочем, как показало недавнее исследование, самки отлично справляются с выкармливанием птенцов и в одиночку.
Сергей Коленов
Возможно, оно досталась от буйволов <i>Syncerus antiquus</i>
Южноафриканские генетики исследовали митохондриальную ДНК 40 африканских буйволов, относящихся к подвиду Syncerus caffer caffer и обитающих в четырех национальных парках ЮАР. Их внимание привлек митохондриальный геном одной особи из национального парка Эддо-Элефант. Судя по филогенетическому анализу, материнская линия этого животного отделилась от других известных линий африканских буйволов примерно 2,15 миллиона лет назад. По мнению ученых, это может быть результатом гибридизации предков этой особи с представителями вымершего вида быков Syncerus (Pelorovis) antiquus. Препринт исследования выложен на сервисе bioRxiv.