Улитки научились размножаться по-новому: вывод российских ученых

Российские биологи выявили новые стадии мейоза у морской улитки — открытие поможет понять эволюционное многообразие размножения организмов.

Раковины морской улитки Littorina saxatilis

Источник: https://commons.wikimedia.org/

Российские ученые описали ранее неизвестные механизмы деления половых клеток у морского брюхоногого моллюска Littorina saxatilis. Работа расширяет представления о том, как происходит мейоз — ключевой процесс, лежащий в основе размножения и генетического разнообразия.

Исследование провели специалисты Института цитологии РАН и Санкт-Петербургского государственного университета. Они обнаружили, что у самцов этих морских улиток процесс мейоза включает две нестандартные стадии, которые не описаны в классических учебниках биологии. Результаты опубликованы в журнале Biology.

Последовательные стадии мейоза самцов Littorina saxatilis, если смотреть на ядерные спреды после окрашивания серебром: (а) предполагаемый сперматогоний в интерфазе; (б–т) первичные сперматоциты в интерфазе (в), лептотена (с), букетообразная стадия (d), зиготена (е), ранняя (f), средняя стадия. (g) и поздняя (h) пахитена, диффузная стадия (i), атипичная диплотена с компактными нечеткими бивалентами (j), предкариосомная (k), средняя кариосомная (l) и посткариосомная (m) стадии, ранняя (n), средняя (o) и поздняя (p) диакинез, ранняя (q) и поздняя (r) метафаза I, анафаза I (s) и телофаза I (m); (u–y) вторичные сперматоциты во время интерфазы (u), профазы II (v), метафазы II (w), перехода анафаза–телофаза II (x), и поздняя телофаза II (y).

Источник: https://www.mdpi.com/

В обычном представлении мейоз — это строго последовательный процесс деления клеток, приводящий к образованию гамет с половинным набором хромосом. Однако в данном случае выяснилось, что у моллюсков он может идти по альтернативному сценарию, включающему дополнительные этапы.

Ученые отмечают, что подобные отклонения могут быть важны для понимания эволюции полового размножения и механизмов образования новых видов.

Открытие имеет значение сразу для нескольких направлений биологии — от генетики до эволюционной теории. По словам исследователей, такие особенности деления клеток могут влиять на наследование признаков и скорость адаптации организмов к среде.

Схема мужского мейоза L. Saxatilis, показывающая как основные, так и неканонические стадии

Источник: Новости РАН

Интересные факты

У многих организмов процессы размножения могут сильно отличаться от «хрестоматийных» схем. Например, у инфузорий существует конъюгация — обмен генетическим материалом без увеличения числа клеток.

У некоторых улиток даже направление закручивания раковины определяется на ранних стадиях деления клеток и зависит от так называемого «материнского эффекта».

Стать молодой улитке левшой или правшой решает улитка-мать.

Источник: Freepik

Половые клетки животных проходят сложные стадии развития: например, предшественники яйцеклеток способны многократно делиться, увеличивая свое количество в организме, еще не становясь полноценными яйцеклетками.

Полученные результаты ставят перед учеными еще много вопросов: почему протекание мейоза у литорины не укладывается в рамки, привычные нам со школьных учебников? Почему одни признаки поведения мейотических хромосом напоминают дрозофилиные, а другие вообще характерны для сумчатого гриба Sordaria macrospora? Где брюхоногие моллюски и где дрозофила, тем более микроскопические грибы-аскомицеты? Не отражает ли это еще не сложившийся в эволюции канонический паттерн протекания мейоза? Ответы на эти вопросы мы будем искать в дальнейших исследованиях.

Дмитрий Боголюбов

руководитель исследования, заведующий лабораторией морфологии клетки ИНЦ РАН, д.б.н.

Недавно стало известно, что ученые научились запускать мейоз в пробирке.