Рептилия Туатара и ее необычный геном

Международные ученые и племя маори Нгативаи объединились, чтобы секвенировать геном редкой рептилии туатары, и раскрыть некоторые уникальные аспекты её эволюции.

Последовательность генома позволит лучше понять эволюцию туатары и ее дальних родственников: других рептилий, птиц и млекопитающих. Исследование поможет защитить этот уязвимый вид.

Глобальная группа исследователей объединилась с племенем маори Нгативаи, чтобы секвенировать геном туатары — редкой эндемичной для Новой Зеландии рептилии. Их работа закладывает основу для понимания эволюции этого древнего вида и может дать информацию для усилий по сохранению, направленных на его защиту. В исследовании участвовали сотрудники из Университета Отаго и Европейского института биоинформатики EMBL (EMBL-EBI).

Со своим маленьким чешуйчатым телом, заостренным хвостом и когтистыми лапами, туатара имеет все особенности ящерицы. Но, на самом деле, это не так. Эта древняя рептилия, единственная оставшаяся в живых из своей собственной эволюционной ветви на древе жизни — Sphenodontia. До сих пор биологи не пришли к единому мнению относительно эволюционной истории туатары — связаны ли они более тесно с птицами, крокодилами и черепахами, или произошли от общего предка с ящерицами и змеями.

«Наше исследование подтверждает, что туатара отделилась от предка ящериц и змей около 250 миллионов лет назад», — говорит Матье Муффато, руководитель отдела сравнительной геномики Ensembl в EMBL-EBI. «Этот длительный период независимой эволюции объясняет, почему  геном туатары так отличается от генома других позвоночных». Туатара, или гаттерия, также включена в нашу подборку животных-долгожителей, способных пережить человека.

«Геном туатары значительно больше, чем геном человека, и имеет уникальную структуру. Он содержит множество повторяющихся сегментов ДНК, уникальных для данного вида и не имеющих известных аналогов», — объясняет Фергал Мартин, координатор аннотаций позвоночных в EMBL-EBI.

Последовательность генома туатары выявила ряд аспектов образа жизни этой рептилии. Хотя туатары в основном ведут ночной образ жизни, их ДНК несет большое количество генов, участвующих в цветовом зрении, что может помочь активному в дневное время молодняку убежать от хищников.

Пережив капризы своей юношеской жизни, туатара может дожить до более 100 лет. Ученые, изучающие некоторые из генов, участвующих в защите организма от старения, обнаружили, что у туатары этих генов больше, чем у любых других исследованных видов позвоночных.

Может ли это быть одним из ключей к их долгой жизни? Туатара также не болеет многими болезнями, поэтому изучение того, какие генетические факторы могут защитить их от инфекции, было еще одной целью исследования.

Туатара — знаковый вид как для маори, так и для биологов. У него уникальная биология, а форма тела рептилии не сильно изменилась за время эволюции, поэтому ученым очень важно понять, каким был общий предок ящериц, змей и туатар.

Ученые надеются, что их выводы о геноме и биологии туатары послужат основой для усилий по сохранению этой необычной рептилии. Туатара процветала в Новой Зеландии до того, как первые поселенцы привезли сюда агрессивных хищников, таких как крысы, 800 лет назад. Чрезвычайно медленный жизненный цикл туатары не может сравниться с прожорливостью ее хищников: когда дело доходит до воспроизводства, туатара выбирает особый путь.

Иногда им требуется более 10 лет, чтобы достичь половой зрелости, и они производят потомство только каждые два-пять лет. Хотя статус вида вызывает «наименьшее беспокойство» в соответствии с Красным списком исчезающих видов МСОП, туатара полагается на активную помощь по сохранению, чтобы предотвратить расселение инвазивных видов на островах.

Именно в честь этой рептилии был назван автомобиль SSC Tuatara, о котором вы можете прочесть в отдельной статье.