ТОМСК, 12 апр – РИА Томск. Генетики Томского госуниверситета
(ТГУ) исследуют эволюцию малярийных комаров. Полученные данные позволяют
понять, откуда кровососущие появились в Сибири, и проанализировать их способность
переносить опасные для человека инфекции. Подробности – в обзоре РИА Томск.
Ранее сообщалось, что в 2021 году ученые ТГУ выиграли грант Российского научного фонда (РНФ) на исследование геномов малярийных комаров, в том числе вида Anopheles beklemishevi, распространенного в Томской области, а также его заграничных "родственников". Малярийные комары опасны тем, что способны переносить малярию, лихорадку Западного Нила, дирофиляриоз и другие инфекции, исследования помогут создавать препараты для их уничтожения.
Дорога в Сибирь
Результаты исследований малярийных комаров учеными ТГУ опубликованы в журнале BMC Biology.
"В рамках международного проекта, поддержанного РНФ и другими фондами,
генетики "прочитали" геномы 13 видов комаров группы Maculipennis из Америки и Евразии. <…>
В том числе был секвенирован
геном самого северного вида малярийных комаров – Anopheles beklemishevi, открытого и описанного в Томске в 1976 году", – говорится в сообщении вуза.
Ученые выделили
1 271 ген, которые присутствуют в одной копии у всех 13 видов, произошли от
общего предка и передавались вертикально в процессе эволюции. На основе этой
информации они составили эволюционное древо: в его корнях оказались два
североамериканских вида, которые являются предковыми для остальных 11 видов.
Следующим за ними идет Anopheles beklemishevi.
© с сайта ТГУ
Малярийные комары
Геномный анализ
позволил найти ответ на давний вопрос: каким путем данный вид попал в Сибирь.
Ранее существовало две версии. Согласной первой, Anopheles beklemishevi пришел через Гренландию, когда десятки миллионов лет назад
она была связана с Европой.
Вторая версия
заключается в том, что кровососущие могли преодолеть другой путь, который
связывал Америку с Евразией, – Берингов мост, или Берингов
перешеек. В настоящее время это Берингов пролив, но несколько раз в истории
планеты он превращался в участок суши, соединявший Чукотку с Аляской. По нему
мигрировали теплокровные животные, а вместе с ними, возможно, и кровососущие
насекомые.
© сайт Томского государственного университета
Таким образом распространение
насекомых, по вине которых до сих пор ежегодно гибнут сотни тысяч людей,
происходило из Северной Америки через Сибирь в Европу.
"Ученые ТГУ
предполагают, что после миграции малярийных комаров через Берингов мост
массовые оледенения "отодвинули" их на другие территории, в частности в Европу,
где комары смогли распространиться и закрепиться. Именно там, вероятно,
произошло видообразование всех евразийских малярийных комаров и последующее
расселение новых видов по территории Евразии", – сообщается на сайте.
Общий предок
Пресс-служба вуза отмечает, что реконструкция эволюции малярийных комаров
важна не только с фундаментальной точки зрения, но имеет и очень важное
практическое значение: если выяснить последовательность происхождения видов
комаров, то можно понять, как менялись геномы и как происходило приспособление
к новым условиям. Благодаря этому ученые смогут определять происхождение
способности комаров переносить возбудителей опасных инфекций и адаптироваться к
новым патогенам.
"Аnopheles beklemishevi является предковым видом для всех евразийских
видов. Это подтвердилось в данной работе. Возможно, именно Аnopheles beklemishevi или его предок мигрировал из Америки в Евразию. В результате
более позднего видообразования возникли южные виды Аnopheles sacharovi (злостный переносчик малярии) и Аnopheles martinius", – цитируется
в сообщении профессор ТГУ Игорь Шарахов.
© с сайта ТГУ
Профессор ТГУ Игорь Шарахов
Также генетикам удалось
установить, что Аnopheles beklemishevi и остальные евразийские виды
разделились примерно 20 миллионов лет назад. Именно в это время существовал
Берингов мост.
Как комары
выжили в Сибири
Чтобы
обосноваться в зонах с суровым климатом, например, на территории современной
Сибири, малярийным комарам пришлось "включать" сложные адаптационные механизмы.
Одним из них является полная диапауза – приобретенная ими способность впадать в зимнюю спячку.
Как поясняется на
сайте вуза, перед зимой оплодотворенные самки в последний раз напиваются крови,
но не расходуют ее на развитие яиц, а перерабатывают в жир. Все самцы при этом
погибают. Весной после пробуждения самки летят, питаются кровью и откладывают
яйца, впоследствии происходит появление особей обоего пола.
© с сайта ТГУ
Дальнейшие
исследования в рамках проекта, поддержанного РНФ, помогут получить данные о
связи между хромосомными перестройками и устойчивостью малярийных комаров к
разных видам стресса. То, что подобная зависимость существует, доказано в
исследованиях других ученых.
Так, установлено,
что в Африке у малярийных комаров, живущих в саванне, есть хромосомная
перестройка, которая обеспечивает устойчивость к засухе. У комаров, обитающих
во влажном лесу, этой перестройки нет, хотя они принадлежат к тому же виду.
"У малярийных
комаров, обитающих в Сибири, связь между хромосомными перестройками и
способностями к адаптации на геномном уровне исследуется впервые", – резюмирует
пресс-служба ТГУ.