Камптозои и мшанки – это два типа мелких водных беспозвоночных. Они родственны улиткам и моллюскам (в совокупности называемым моллюсками), щетинистым, земляным червям и пиявкам (в совокупности называемым кольчатыми червями) и ленточным червям (немертины). Но их точное положение на древе жизни и то, насколько тесно они связаны с этими другими животными, всегда озадачивало эволюционных биологов. Предыдущие исследования последовательно смещали их. Более того, хотя камптозои и мшанки первоначально считались одной группой, их разделили на основании внешнего вида и анатомии.
Теперь, используя передовую технологию секвенирования и мощный вычислительный анализ, ученые из Окинавского института науки и технологии Высшего университета (OIST) в сотрудничестве с коллегами из Санкт-Петербургского университета и Университета Цукубы обнаружили, что эти два типа отделились от моллюсков и червей раньше, чем предполагали предыдущие исследования, и, таким образом, они действительно образуют отдельную группу.
“Мы показали, что, используя высококачественные транскриптомные данные, мы можем ответить на давний вопрос с помощью лучших из существующих методов”, — рассказывает д-р Константин Халтурин, первый автор статьи, опубликованной в журнале Science Advances.
Геном – это полный набор генетической информации, содержащейся в каждой клетке. Он подразделяется на гены. Эти гены состоят из пар оснований ДНК, и каждый ген содержит инструкции, необходимые для создания белка и, таким образом, обеспечения надлежащего ухода и поддержания клетки. Чтобы выполнить инструкции, ДНК сначала должна быть транскрибирована в РНК. В результате получается транскриптома, похожая на отражение генома, но записанная не в ДНК, а в парах оснований РНК.
Эта генетическая информация различается у разных видов. У близкородственных видов генетическая информация очень похожа, в то время как большая эволюционная дистанция приводит к большим генетическим различиям. Используя эти данные, исследователи расширили знания об эволюции животных, но на некоторые вопросы все еще трудно ответить.
Поскольку камптозои и мшанки тесно связаны с моллюсками, кольчатыми червями и немертинами, небольшие ошибки в наборе данных или отсутствие данных могут привести к неправильному расположению на эволюционном древе. Кроме того, собирая этих крошечных животных, легко обнаружить другие организмы, например, водоросли, которые загрязняют образец. Д-р Халтурин подчеркнул, что они тщательно следили за тем, чтобы избежать загрязнения, и позже проверили набор данных на наличие РНК водорослей и мелких животных, чтобы удалить все, что могло произойти от них.
В целом, исследователи секвенировали транскриптомы четырех видов Camptozoa и двух видов мшанок, но с гораздо более высоким уровнем качества, чем это было достигнуто ранее. Если предыдущие наборы данных имели полноту 20-60%, то в данном исследовании полнота транскриптома составила более 96%.
Используя эти транскриптомы, они предсказали белки и сравнили их с аналогичными данными 31 другого вида, некоторые из которых были тесно связаны с камптозоями и мшанками, например, моллюски и щетинковые черви, а другие – более отдаленные, например, лягушки, морские звезды, насекомые и медузы. Высококачественные наборы данных позволили им одновременно сравнивать множество различных генов и белков. Доктор Халтурин отметил мощные вычислительные возможности, к которым исследователи смогли получить доступ в OIST.
“Наш главный вывод заключается в том, что эти два типа принадлежат друг другу. Этот результат был первоначально предложен в 19 веке биологами, которые группировали животных на основе их внешнего вида”, – делятся ученые.
