Генетический атлас эволюции: как морские обитатели адаптировались к жизни на суше

Ученые провели крупнейший сравнительный анализ генетического материала 150 видов животных, чтобы реконструировать процесс их перехода из океана на сушу, начавшийся около 500 миллионов лет назад. Исследование, опубликованное в журнале Nature, показало, что выход на сушу не был разовым событием: различные группы животных совершали этот «прыжок» независимо друг от друга в ходе конвергентной эволюции, адаптируясь к агрессивной земной среде.

Анализ выявил, что колонизация суши сопровождалась масштабным обновлением генома — одновременным появлением новых генов и утратой старых. Универсальными для всех сухопутных линий стали гены, отвечающие за защиту от обезвоживания и реакцию на стресс (УФ-излучение, колебания температуры и токсины растений). В то же время гены, связанные с регенерацией тканей и специфическими биологическими часами, часто утрачивались. При этом полностью сухопутные животные, такие как млекопитающие или насекомые, выработали уникальные защитные барьеры, в то время как полусухопутные виды (например, дождевые черви) сохранили схожие механизмы поглощения питательных веществ через влажную среду.

Исследователи выделили три основные волны массового перехода животных на сушу: в ордовикский, девонско-каменноугольный и меловой периоды. Эти процессы были тесно связаны с геологическими сдвигами и появлением первых наземных растений, которые изменили состав атмосферы и круговорот воды. По словам авторов работы, результаты исследования не только раскрывают «прошивку» жизни на Земле, но и показывают, что определенные генетические изменения были неизбежны для выживания вне океана.

Источник: Phys.org