_ Analiza arată genomul fluturelui și al moliei sunt în mare parte neschimbate, în ciuda a 250 de milioane de ani de evoluție

Cea mai amplă analiză de acest fel dezvăluie modul în care cromozomii fluturii și moliei au rămas în mare parte neschimbați de la ultimul lor strămoș comun, cu peste 250 de milioane de ani în urmă. Această stabilitate există în ciuda diversității incredibile observate astăzi în modelele aripilor, dimensiunile și formele de omizi în peste 160.000 de specii la nivel global.

Cercetătorii de la Wellcome Sanger Institute și colaboratorii lor de la Universitatea din Edinburgh au analizat și comparat peste 200 de specii. genomi de înaltă calitate la nivel de cromozomi în fluturi și molii pentru a înțelege mai bine istoria lor evolutivă.

Au descoperit în continuare grupuri rare de specii care au încălcat aceste norme genetice și au suferit rearanjamente genetice, inclusiv fuziuni cromozomiale - unde doi cromozomi se îmbină — și fisiuni — în care un cromozom se desparte.

Descoperirile, publicate în Nature Ecology and Evolution, aruncă lumină asupra constrângerilor strânse care guvernează evoluția genomului la aceste insecte vitale din punct de vedere ecologic. Ele oferă, de asemenea, perspective asupra factorilor care au permis speciilor selectate să sfideze aceste reguli de evoluție. Aceste perspective pot informa și spori eforturile de conservare prin ghidarea strategiilor direcționate, monitorizarea sănătății ecosistemelor, adaptarea la schimbările climatice și încorporarea informațiilor genetice în inițiative mai largi de conservare.

Lucrarea face parte din Proiectul Darwin Tree of Life, care urmărește să ordoneze toate cele 70.000 de specii din Marea Britanie și Irlanda și contribuie la proiectul mai mare Earth BioGenome pentru a secvenționa toate cele 1,6 milioane de specii de pe Pământ.

Studiul ridică întrebări mai ample despre modul în care modificările cromozomiale modelează biodiversitatea în timp. Cercetătorii vor continua eforturile concentrate de a secvenționa toate cele 11.000 de specii europene de fluturi și molii, ca parte a noului proiect lansat Psyche.

Fluturii și moliile – denumite în mod colectiv Lepidoptera – reprezintă 10% din toate speciile de animale descrise și sunt extrem de importante. polenizatori importanți și ierbivore din multe ecosisteme.

În acest nou studiu, cercetătorii de la Wellcome Sanger Institute și colaboratorii lor și-au propus să înțeleagă procesele care conduc evoluția cromozomilor acestui grup extrem de divers.

Ei au identificat 32 de blocuri cromozomiale ancestrale, numite „elementele meriene” după pionierul entomolog din secolul al XVII-lea Maria Sibylla Merian, care au rămas intacte în majoritatea speciilor de fluturi și molii de la ultimul lor strămoș comun, acum peste 250 de milioane de ani.

Cu excepția unui singur eveniment antic de fuziune între doi cromozomi care a dus la cei 31 de cromozomi observați la majoritatea speciilor de astăzi, cromozomii majorității speciilor actuale corespund direct acestor elemente ancestrale Merian. Echipa a descoperit că nu numai că cromozomii erau incredibil de stabili, dar și ordinea genelor din interiorul lor.

Echipa a găsit unele specii cu modificări minore, care implică în principal fuziuni ale autozomilor mici și cromozomul sexual. Acest lucru evidențiază rolul lungimii cromozomilor ca motor al schimbării evolutive.

Cu toate acestea, cercetătorii au descoperit un subset rar de specii, cum ar fi fluturii albaștri — Lysandra — și grupul care conține fluturi albi de varză — Pieris — care au a sfidat aceste constrângeri de structură a genomului. Aceste grupuri au suferit o remaniere extinsă a cromozomilor, inclusiv ruperea cromozomilor și remaniere pe scară largă prin fisiune și fuziune.

Lucrarea mărește înțelegerea factorilor care duc la diversitatea genetică în cadrul acestor insecte. Acest lucru poate ghida eforturile de protejare și conservare a speciilor specifice care se confruntă cu provocări unice și schimbări de mediu legate de schimbările climatice.

Charlotte Wright, prima autoare a studiului de la Wellcome Sanger Institute, a declarat: „Cromozomii majorității fluturilor și molilor care trăiesc astăzi pot fi urmăriți direct înapoi la cele 32 de elemente ancestrale Merian care au fost prezente 250 de milioane de ani. Este surprinzător faptul că, în ciuda diversificării extinse a speciilor, cromozomii lor au rămas remarcabil de intacți.”

„Acest lucru provoacă ideea că cromozomii stabili ar putea limita diversificarea speciilor. Într-adevăr, această caracteristică ar putea fi o bază pentru construirea diversității. Sperăm să găsim indicii în grupuri rare care s-au susținut de aceste reguli.”

Profesorul Mark Blaxter, autor principal al studiului și șeful programului Arborele vieții de la Institutul Wellcome Sanger, a spus: „Studii ca acesta, care ne permit să pătrundem în aceste procese evolutive, sunt posibile doar cu inițiative precum proiectul Darwin Tree of Life, care generează ansambluri de genom de înaltă calitate, disponibile public. Amplificăm aceste eforturi în Project Psyche, urmărind să secvenționeze toți cei 11.000 de fluturi. și specii de molii din Europa cu colaboratori de pe tot continentul.”

„Ca polenizatori vitali, ierbivore și surse de hrană ale diferitelor ecosisteme, precum și indicatori puternici ai sănătății ecosistemului, o înțelegere mai profundă a biologiei fluturilor și moliei. prin Proiectul Psyche va informa studiile viitoare privind adaptarea și speciația pentru conservarea biodiversității.”

(Fluierul)