Ученые впервые секвенировали полный геном двоякодышащих рыб

Австралийский рогозуб (Neoceratodus forsteri) — один из всего лишь шести видов двоякодышащих рыб, сохранившихся до нашего времени. Их часто называют «живыми ископаемыми», свидетелями той далекой эпохи, когда животные только начинали выбираться на сушу. В самом деле, рогозубы способны дышать не только жабрами, но и с помощью плавательных пузырей, заглатывая воздух, что в сочетании с усиленными плавниками позволяет им проводить вне воды до нескольких дней (при условии, что кожа рыбы не пересыхает).

По-видимому, так начиналось и завоевание суши животными около 420 миллионов лет назад. Рогозубы мало изменились с тех времен, и, чтобы лучше понять, как именно происходила адаптация к жизни на воздухе, Алекс Мейер (Axel Meyer) из Констанцского университета и его коллеги провели полное секвенирование генома этих «живых ископаемых». Статья ученых опубликована в журнале Nature.

Прежде всего обнаружилось, что геном рогозубов — самый большой из всех животных, для которых до сих пор проводилась такая работа. ДНК этих рыб насчитывает около 43 миллиардов нуклеотидов — в 14 раз больше, чем у людей. Такой размер достигается в основном за счет повторных участков, на которые приходится до 90 процентов генома. Авторы отмечают, что подобное устройство напоминает геном не столько рыб, сколько сухопутных тетрапод, к которым относят всех животных — от рептилий и птиц до человека.

Повторные участки генома позволили рогозубам активно эволюционировать и развивать различные адаптации к жизни на суше. Ученые обнаружили, что развитие дыхательных пузырей у этих рыб контролируется набором генов, сходным с генами, которые управляют развитием легких, а формирование прочных плавников — теми же генами, которые контролируют рост конечностей у тетрапод. Кроме того, нашлись и гены, необходимые для обоняния. Таким образом, рогозубы действительно оказались «живыми ископаемыми», сохранившими множество свидетельств о выходе животных на сушу, — и нашими самыми близкими родственниками среди рыб.