Китайские ученые провели исследование, в ходе которого выяснили, что дупликация генома стала причиной того, что древние членистоногие пошли по новому пути развития и эволюционировали в 53 тыс. видов пауков. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.
Паутинные бородавки позволяют плести шелк, который одновременно прочный и эластичный. Ученые решили изучить генетические факторы, которые привели к тому, что на брюшке будущих пауков появились эти специализированные органы.
Ранее ученые доказали, что появление паутинных бородавок связано с дупликацией генов, которые отвечают за расположение частей тела относительно друг друга, и генов, которые регулируют рост конечностей. По другим теориям, новый орган произошел от жабр или ног предков.
Исследователи создали геномные сборки в масштабе хромосом для трех видов пауков: паука-бокохода, паука-кругопряда и телифона. Они сравнили последовательность дублирующихся генов с последовательностью генов клещей, которые не подвергались полногеномной дупликации.
Ученые обнаружили, что у пауков было в два раза больше дублированных генов, что подтолкнуло их к новому эволюционному пути. Чтобы выяснить, из какого органа появились бородавки, ученые провели секвенирование отдельных клеток эмбрионов пауков и сравнили генетические «отпечатки» разных тканей.
Анализ показал, что паутинные бородавки произошли от ног. Это открытие подтвердил и эксперимент с редактированием генов, когда при отключении гена, отвечающего за ноги, у пауков не сформировались правильные бородавки.
Исследователи считают, что результаты исследования могут стать основой для производства синтетического паучьего шелка.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что пауки способны регулировать прочность своих сетей.
