Сліпі печерні риби розкрили вік печер — 11 млн років

Єльські вчені розробили новий генетичний метод, який дозволяє датувати колонізацію печер рибами, вивчаючи втрату функціональних генів зору.

Команда під керівництвом Томаса Ніра встановила, що різні види печерних риб, зокрема амбліопсиди, незалежно втратили зір і пігментацію, адаптуючись до підземного життя. Їхній аналіз показав, що окремі лінії почали пристосовуватися до печер між 342 тисячами і 11,3 мільйона років тому. «Це доводить, що принаймні чотири лінії амбліопсид колонізували печери незалежно», — зазначають автори.

Генетичний аналіз 88 зорових генів дозволив дослідникам створити «мутаційний годинник» — метод оцінки віку за швидкістю накопичення мутацій. Для озарків (Troglichthys rosae) було встановлено максимальний вік понад 11 мільйонів років, що значно перевищує можливості традиційного датування печер. «Наш метод пропонує мінімальні дати колонізації, які виходять за межі ізотопного аналізу космогенних нуклідів», — наголосив Чейз Браунштейн.

Ці висновки не тільки переписують історію підземної еволюції, а й мають медичне значення. «Мутації, які призводять до втрати зору у риб, подібні до тих, що викликають очні захворювання у людей», — підкреслив Томас Нір. Такий природний експеримент дозволяє дослідити молекулярні механізми сліпоти, що відкриває перспективи для трансляційної медицини.

Реконструкція еволюційного дерева з використанням скам’янілостей та високоточних геномних сканувань показала, що печерні риби мають спільного предка з болотяною рибою. В останньої зберігся зір, проте вона демонструє анатомічні риси, подібні до печерних видів, зокрема витягнуте тіло та сплющений череп. Це свідчить про поступову адаптацію до умов низької освітленості ще до втрати зору.

Виявлені генетичні мутації вказують на те, що різні популяції печерних риб формувалися незалежно. «Ми бачимо, що кожна лінія має унікальний набір змін у зорових генах», — відзначають дослідники. Це підтверджує гіпотезу про конвергентну еволюцію — явище, коли різні види розвивають подібні ознаки в подібних умовах.

Таким чином, поєднання геноміки та еволюційної біології дозволило не лише уточнити час колонізації печер, але й зробити крок до розуміння механізмів втрати зору — як у риб, так і у людини.