「ゲノムの島々」はアフリカのシクリッドを人種に分けました

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Anonim
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マソコ湖の眺め

英国の遺伝学者のグループは、タンザニアの小さな孤立したマソコ湖に住むシクリッドの進化の歴史をたどっています。過去にこれらの魚は均質な単一の種であったという事実にもかかわらず(そして彼らは今でもそうです)、地理的に孤立することなく、2つの比較的孤立した種族を形成することができました。研究はジャーナルScienceに掲載されています。

マソコ湖は、直径700メートル、深さ20〜30メートルの小さなほぼ丸い水域です。地質データから判断すると、約5万年前に形成されました。マソコは、はるかに大きくて有名なマラウイ湖の北の山岳地帯にある多くの小さな湖の1つです。後者はしばしば「ダーウィンの池」と呼ばれます。なぜなら、この湖の魚の多様性は同所性の種分化の​​鮮やかな例であり、1つの分割されていない範囲内での種の形成です。

長い間、進化生物学者はこの種分化の​​現実に疑問を投げかけてきました。事実は、単一の地域での遺伝的交換の条件下では、種がどのメカニズムで分裂できるか、つまり性淘汰と好ましい食餌の違いがこれに十分であるかどうかは完全には明らかではありません。過去10年間に実施された研究(カラス、ナナフシ、そしてもちろんマラウイ湖のシクリッド)は、同所性の種分化が存在することを示唆しています。ただし、そのメカニズムは研究され続けています。

新しい研究では、生物学者はマソコ湖を使用して、このプロセスを、マラウイ湖よりもはるかに単純なシステムとして研究しました。

マソコには、同じ種のAstatotilapia callipteraに属する2つのシクリッドの種族が生息しています。明るい色(黄色)の沿岸種族と暗い色(青)の深海種族です。これら2種の魚は、体の構造と食餌の両方が異なります(これは同位体分析によって示されます)。マソコシクリッドのさまざまな種族の数十人の代表者とその親戚を他の貯水池からシーケンスした後、科学者たちは数万年にわたるこれらの魚の進化の「スナップショット」を得ることができました。

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マソコシクリッドの2つの種族:沿岸(左)と深海(右)。

分析により、両方の種族が同じ種に属していることが確認されました。それらの間で遺伝的交換が続いており、人種における特定の遺伝的特徴の頻度のすべての違いは、定性的ではなく定量的です。科学者は、1つの種族の代表者にのみ見られる単一の突然変異(より正確には、多型、SNP)を見つけることができませんでした。分析はまた、深海(青)の形態が比較的沿岸(黄色)の形態の娘であることを示しました:それは、「底に行った」動物の小さなグループの分離の結果として形成されました。その結果、彼らの外見と食事の好みが変わりました。

英国の科学者たちは、遺伝子検査だけでなく行動検査も実施しました。同所性種分化の推進力の1つは、女性が通常表示する性的嗜好の違いであると考えられています。相対的に言えば、メスが異なるタイプのオスを好む場合、最終的にこれは種の分裂につながります。科学者たちは、マソコシクリッドの場合、このメカニズムだけでは2つの異なる種族の存在を説明するのに十分ではないことを示しています。実験室での実験で、科学者たちは、メスの黄色いシクリッドは自分の種族のオスを好むことを発見しましたが、青いメスの場合、オスの種族は無関心です。

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シーケンシングデータによるシクリッドの系統樹:青い円は深海のシクリッドを示し、黄色の円は沿岸のシクリッドを示します。他の色は他の海域の魚に対応しています。赤十字は、2つの種族が分離した瞬間を示しています。

合計すると、人種間の遺伝的差異は魚のゲノムの約1パーセントに影響を及ぼしました。研究の重要な結果は、これらの違いがゲノム全体に均等に「塗られ」なかったが、かなりコンパクトなクラスターにグループ化されたことでした。科学者たちは、特定のしきい値を導入することにより、マソコのシクリッドのゲノムにある98のそのような「種分化の島」を特定しました。

このようなクラスターの存在は非常に理解できます。組換え中の連鎖効果により、遺伝子が染色体上で互いに物理的に近く、ゲノム全体に散在していない場合、遺伝子が「影響グループ」を形成しやすくなります。明らかに、これらのクラスター、「影響グループ」または「種分化島」は、同所的種分化の条件下で、遺伝的交換の厳格な境界がない場合に、人種間の差異の蓄積を確実にします。この作業のより詳細な分析はここにあります。

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