Przepływ genów u ryb z gatunku żaglowców żyjących na rafie koralowej
Nowe gatunki powstają często w wyniku izolacji geograficznej, a następnie niezależnej ewolucji w czasie. Jednakże organizmy morskie sprzeciwiają się temu powszechnie uważanemu poglądowi, ponieważ istnieje niewielka szansa na rozdzielenie geograficzne, a organizmy te charakteryzują się wielką różnorodnością. Naukowcy uczestniczący w projekcie FISHSPECIATIONGENOME (Fish speciation and the origin of marine biodiversity: A comparative genomics approach) badali, w jaki sposób genetyczna rozbieżność i specjalizacja mogą utrzymywać się w przypadku zachodzącej na siebie dystrybucji gatunków. Naukowcy zbadali ryby z gatunku Centropyge, Pygmy Angelfish, żyjące w tropikalnych obszarach Oceanu Indyjskiego i Spokojnego, które mają częściowo pokrywające się zakresy dystrybucji, a ich poszczególne gatunki różnią się kolorem. Aby zidentyfikować sygnatury genomowe i ustalić, czy pomiędzy gatunkami po specjacji występuje jakikolwiek przepływ genów, zastosowano metodę sekwencjonowania DNA o wysokiej przepustowości – sekwencjonowanie RAD (restriction site associated DNA). Próbki ryb i tkanek zebrano z trzech źródeł: trzy czyste typy rodzicielskie z obszarów, w których występuje tylko jeden gatunek, wszystkie gatunki rodzicielskie w strefach hybrydowych oraz wszystkie kombinacje hybrydowe w strefach hybrydowych wykazujących różne warianty kolorów. W oparciu o system sekwencjonowania RAD zespół FISHSPECIATIONGENOME zoptymalizował protokół laboratoryjny dla bibliotek sekwencjonowania DNA. Ponadto naukowcy zoptymalizowali platformę bioinformatyczną do analizy kluczowych cech genetycznych populacji. Analiza obejmowała szacowanie polimorfizmów pojedynczych nukleotydów i częstości alleli populacji, jak również analizę struktury genetycznej, wzorców hybrydyzacji i introgresji oraz wymiatanie selekcyjne – rodzaj zmniejszenia zmienności genetycznej z powodu wiązania korzystnych alleli. Wyniki badań podkreśliły złożoną historię ewolucyjną ryb z gatunku Pygmy Angelfish i ujawniły schematy introgresji genów poprzez przepływ genów między różnymi gatunkami hybrydowymi i rodzicielskimi. Dzięki projektowi wyjaśniono również genetykę zmian koloru i zademonstrowano, że ryby z gatunku żaglowców mogą być wykorzystywane do badania zróżnicowania kolorystycznego u innych ryb. Ponieważ oceany nagrzewają się i są coraz częściej wykorzystywane do celów akwakultury i transportu, ochrona gatunków, która zanika, stała się teraz jeszcze ważniejsza. Zarządzanie zasobami morskimi ma duże konsekwencje ekonomiczne w przemyśle spożywczym, medycznym, kosmetycznym i wielu innych dziedzinach przemysłu.
Słowa kluczowe
Rafa koralowa, ochrona, FISHSPECIATIONGENOME, specjacja, żaglowiec