Genomiske egenskaber forklaret af visse livshistorietræk hos neoaviske fugle

Mutationer er evolutionens råmateriale. For eksempel kan en enkelt ændring i et DNA-basepar få et proteinmolekyle til at miste sin funktion, med potentielt store effekter på den samlede organisme. Imidlertid kan mutationer - og især dem, der ikke har større virkninger - også give en køreplan til at bestemme, om der er et mønster i udviklingen af ​​genomiske attributter såsom nukleotidsubstitutioner.

I en nylig undersøgelse offentliggjort i Science Advances , afslørede prof. Lei Fumin fra Institut for Zoologi ved Det Kinesiske Videnskabsakademi sammen med forskere fra Chicago's Field Museum og Zhejiang University, at genomiske egenskaber er korreleret med livshistoriske egenskaber i Neoaves, fuglekladen, der udgør over 95 % af alle eksisterende fuglearter.

Allerede i 1993 fandt Martin og Palumbi ud af, at mindre dyr, både endoterme og ektoterme, rummer flere ændringer i DNA-sekvenserne af visse gener end større dyr. Baseret på disse resultater har videnskabsmænd mistænkt, at livshistorietræk såsom metabolisk hastighed og generationstid, som begge er tæt skaleret med kropsmasse, kan påvirke den hastighed, hvormed mutationer produceres og dermed akkumuleres.

Med andre ord, da metabolisk hastighed (eller kropsmasse) og generationstid kan afspejle forskellige aspekter af mutationsgenerering, kan vi forvente, at opsamlingen af ​​mutationer, der genereres forskelligt, er relateret til forskellige livshistorietræk.

Med fremskridt inden for genomsekventeringsteknologi og rige langsigtede data akkumuleret om fugles livshistorietræk, er videnskabsmænd nu i stand til at tackle dette problem fra et lidt anderledes genomisk perspektiv. For eksempel, i stedet for at studere ændringer i basepar af DNA-sekvenser, så de nuværende forskere på en række genomiske attributter, der kan repræsentere mutationer genereret af forskellige processer.

I denne undersøgelse undersøgte forskerne længden af ​​orthologe mikrosatellitter, transponerbare elementer og DNA-deletioner ved at bruge mere end 200 helgenomsekvenser, som Bird 10.000 Genomes Project producerede i løbet af det sidste årti. De undersøgte specifikt, hvordan disse genomiske træk korrelerer med generationstid og kropsmasse. Da transponerbare elementer og DNA-deletioner også driver udvidelsen og sammentrækningen af ​​genomstørrelse, undersøgte forskerne også forholdet mellem disse to genomiske træk og variation i genomstørrelse.

Ved hjælp af statistiske modeller fandt forskerne støtte for en sammenhæng mellem generationstid og længden af ​​orthologe mikrosatellitter og transponerbare elementer blandt neoaviske fugle (undtagen spurvefugle). De fandt også støtte for en sammenhæng mellem kropsmasse og længden af ​​DNA-deletioner blandt de samme fugle.

Hos spurvefugle er mønsteret derimod mindre markant. Ikke desto mindre understøttes en sammenhæng mellem generationstid og længden af ​​DNA-deletioner.

Bidraget fra DNA-deletioner til udviklingen af ​​genomstørrelse svarer til det for transponerbare elementer, ifølge prof. Lei.

Denne undersøgelse fremhæver sammenhængen mellem livshistorietræk og genomiske egenskaber. Det viser især, at mindre fugle akkumulerer flere DNA-deletioner og har mindre genomer. + Udforsk yderligere

Næsten hundrede gener er gået tabt under den uldne mammuts udvikling