Слепой Astyanas mexicanus cavefish – «специальная система, в которой мы можем посмотреть на эволюцию в действии», говорит соавтор статьи Уильям Джеффри, главный дополнительный ученый из Marine Biological Laboratory (MBL) в Вудс-Хол, Массачусетс и преподавателе в Университете Мэриленда. Научное исследование было во главе с Николасом Ронером и Клиффордом Дж. Тэбином в Отделе Медицинской школы Гарварда Генетики.
Используя cavefish, команда продемонстрировала впервые по своей природе, как «положение» или «загадочная» наследственная изменчивость у животного, которая была унаследована от предшествующих поколений, не вызывая физических изменений в животном, может быть «разоблачено» шоком входа в новую окружающую среду. Генные варианты, которые улучшают способность животного приспособиться, к которому новая окружающая среда может тогда быть отобрана для и передана ее потомству.
Это отлично от установленного эволюционного механизма «de novo» генетические мутации, которые возникают случайно после того, как животное вошло в новую окружающую среду, которые также обеспечивают основание, на которое может действовать естественный отбор.Экологический шок, который вызвал потерю глаз в cavefish, ученые делают предложение, появился приблизительно 2 или 3 миллиона лет назад, когда ее живущие в поверхности предки, которые имеют глаза, «или колонизированные эти пещеры, или были пойманы в ловушку в них», говорит Джеффри. Переход рыбы от плавания вне пещеры к плаванию в пещере, где вода более чистая и менее проводящая из электричества, запретил деятельность белка «теплового шока» под названием HSP90. (Предшествующие исследования у дрозофилы этого белка, который очень важен в регулировании сворачивания белка, предположили, что это может играть роль в маскировке загадочной наследственной изменчивости.) В случае cavefish данное исследование находит, запрещение HSP90 из-за экологического шока разоблачило загадочную наследственную изменчивость, позволив меньшим или большим глазам быть выраженным в различных людях.
«На поверхности, в среде легких, больших глаз более полезны, чем крошечные глаза. Но как только рыба входит в пещеру, если тот (наследственная изменчивость) разоблачен, не имеет значения, если у Вас маленькие глаза или большие глаза, потому что это абсолютно темно», говорит Джеффри. Бумага предлагает, чтобы ловили рыбу, который выразил меньшие глаза, и в конечном счете никакие глаза, были отобраны для того, потому что она обеспечила адаптивное преимущество.
«Это спорно», говорит Джеффри, отмечая, что для ученых в области трудно даже забеременеть цели потерять глаза. Работа представляет несколько возможных преимуществ слепых, такого как разрешение животному сохранить большую сумму энергии, которую это берет, чтобы поддержать глаз и израсходовать его, вместо этого, на чертах, которые полезны в темной окружающей среде.Спуск поверхностного жилья, которое Astyanas mexicanus в пещеру несколько миллионов лет назад «очень, очень недавнее событие, в эволюционных терминах», говорит Джеффри. «Мы говорим о быстром эволюционном процессе здесь, в противоположность 500 миллионам лет естественного отбора, которые развернулись, так как большая часть животного [группы] появилась во время кембрийского периода.
То, что эта слепая cavefish так молода, делает их очень привлекательными, чтобы понять эволюционные процессы в их начале».