view counter
 

АВТОРИЗАЦИЯ

СЕЙЧАС НА САЙТЕ

0 пользователей и 27 гостей
 

«ДНК — это как инструкция для LEGO». Репортаж из лаборатории молекулярной зоологии

Наста Резникова

Лаборатория молекулярной зоологии появилась год назад в НПЦ по биоресурсам НАН. Мы посетили ее, чтобы понять, зачем нужно выделять ДНК диких животных, что такое рачья чума и как молекулярная зоология помогает сохранять биоразнообразие.

Популярно про ДНК

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов. С химической точки зрения ДНК — это длинная полимерная молекула, состоящая из повторяющихся блоков — нуклеотидов. 

Елена Гайдученко (слева) и Каролина Сливинска (справа)

Простыми словами, в каждой клетке есть ядро, в котором есть ниточка (ДНК), на которой расположены участки (гены). Каждый ген отвечает за производство (синтез) определенного белка. 

«Именно в ДНК закодированы не только все признаки нашего организма, а еще и инструкция по его развитию. Вот вы покупаете конструктор LEGO например, там в комплекте к деталям идет инструкция, такой толстый мануал, как это собрать. Так вот ДНК  это то же самое, это большая инструкция по сборке живого организма»,  объясняет на пальцах научный сотрудник лаборатории Алексей Шпак. 

Константин Гомель (слева) и Алексей Шпак (справа)

У организмов, размножающихся половым путем каждая новая особь образуется путем слияния двух половых клеточек: отцовской и материнской. Сперматозоид дает свою ДНК, яйцеклетка — свою. Но организм начинает развиваться на основе яйцеклетки, а в ней есть еще и своя ДНК, она называется митохондриальной. Именно с этим типом ДНК ученые в основном здесь и работают.  

«Есть ядерная ДНК, а есть митохондриальная. Ядерная ДНК меняется участками в ходе образования половых клеток, а митохондриальная остается такой, как она есть. И меняется она только в силу случайных мутаций, в основном сохраняясь такой, как была», — добавляет ученый.

Алексей Шпак

Самое интересное в том, что в ДНК каждого вида животного своя последовательность нуклеотидов. Именно так ученые определяют вид, если невозможно определить его по морфологическим особенностям. Кстати говоря, именно так была поставлена под сомнение новость о том, что в Беларуси был зарегистрирован шакал. Охотовед Анатолий Пронин утверждал, что в Берестовицком районе появился шакал. Он сохранил голову животного, которую позже и изучали ученые в этой лаборатории. Алексей Шпак с коллегами установили, что маркерная последовательность (ген cytb) митохондриальной ДНК животного с высокой достоверностью относится к виду Canis lupus (волк). Поэтому, мать животного, вероятнее всего была волчицей и, в этом случае, говорить о регистрации шакала не приходится. Впрочем, для окончательного выяснения этого вопроса в лаборатории планируют провести исследование еще по ряду маркеров митохондриальной и ядерной ДНК. 

Первый банк данных ДНК диких животных

Сейчас здесь занимаются сбором генетической информации диких животных и птиц. Данные хранятся и в электронном виде на genebank.by.  

Екатерина Хейдорова

«Это наш банк данных,  показывает Екатерина Хейдорова, ведущий научный сотрудник лаборатории.  Температура тут сейчас минус 67 градусов. Здесь хранится кровь или части ткани в спирте. Пробы берем из мышц, также часто берем кусочек печени, оттуда легче выделять ДНК».

Сейчас здесь около 4000 тысяч проб, почти все виды птиц, 11 видов летучих мышей и несколько видов других млекопитающих. 

Про митохондриальную ДНК здесь любят поговорить. Именно с помощью этого типа ДНК ученые проводят и филогеографические исследования, то есть анализируют расселение определенных видов на территорию Беларуси. Для этого они выделяют митохондриальную ДНК, например, здешних птиц и сравнивают ее с ДНК птиц из других стран. Иностранные ДНК находят во всемирной базе данных GenBank. Одно из последних таких исследований — особенности расселения кулика-сороки. Специалисты лаборатории внесли определенную ясность в споре о подвидах кулика-сороки: согласно полученным данным, на территории Беларуси вероятнее весго живут два подвида этого краснокнижника. Расселение этих форм кулика-сороки на территорию Беларуси происходило из разных мест.

«Мы хотели показать, что на севере Беларуси обитает один подвид, который прилетел из Скандинавии и Балтики, а на юге-востоке страны – второй подвид, расселившийся с юга. Процесс расселения начал происходить примерно 15-10 тысяч лет назад, когда ледник начал отступать, и ареал птиц начал расширяться», — рассказывает младший научный сотрудник Константин Гомель. 

Подвид H. o. longipes гнездится в поймах рек на юге Беларуси, а H. o. ostralegus, — на Браславских озерах и Вилейском водохранилище. 

Важность генетического разнообразия

«Результаты нашей деятельности не сразу видны,  Алексей Шпак пробует ответить на вопрос о практическом значении их работ.  Были ученые, о которых все говорили: «Что за странные люди, какой ерундой они занимаются», — потому что они изучали плесневые грибы. А потом Александр Флеминг открывает пенициллин. Но чтобы его открыть, нужно знать про этот гриб все и потратить огромное количество времени».
 
В конечном итоге все равно все исследования здесь направлены на сохранение и поддержание биоразнообразия. В лаборатории еще говорят о сохранении генетического разнообразия.

 Константин Гомель

«В силу разного рода причин распределение генетического разнообразия внутри популяции вида не однородно. Бывают ситуации, когда внутри популяции какого-то вида можно найти отдаленную или изолированную субпопуляцию. Для нее будет характерно свое генетическое разнообразие. Поэтому очень важно  уделять внимание сохранению конкретно этой отдельной субпопуляции, чтобы сохранить как можно больше генетического разнообразия для вида в целом», — объясняет Константин Гомель.

Генетическое разнообразие влияет и на жизнеустойчивость вида. И именно в этой лаборатории, сравнивая ДНК разных представителей одного вида, можно определить, угрожает ли этому виду вымирание или насколько в принципе он стабилен. По общему правилу, чем выше генетическое разнообразие в каком-то виде, тем более стабилен этот вид. Если есть много разных вариантов генов, то есть много вариантов для отбора. А когда становится меньше особей определенного вида, то и многие варианты генов исчезают. 

«Если популяция достигает очень низкой численности (в экологии это называется нижним пределом численности), то в силу уже очень низкого генетического разнообразия, шансов для нее уже больше нет. Популяция не сможет восстановиться в силу того, что разнообразие слишком низкое и будет высокий процент близкродственных скрещиваний, что приводит к целому комплексу негативных последствий», — говорит Алексей Шпак.

Кстати говоря, чтобы увеличить генетическое разнообразие, часто меняются дикими животными с другими странами. В Беларуси существует практика «освежения крови» зубров: несколько особей завозят из Польши, а туда отдают отечественных. 

Когда численность популяции снижается, то начинают появляются гибриды, поскольку самец или самка не могут найти себе пару, а природный инстинкт берет свое. Однако такое потомство, зачастую бесплодно. Один из самых распространенных в Европе гибридов — гибрид волка с собакой.

«Гибридизация уменьшает популяцию волка, она обедняет ее. Сам волк становится меньше, меняется форма черепа, становятся меньше зубы, он уже не может охотиться так, если бы он был чистым волком. Мы теряем исконно белорусскую популяцию волка. Она заменяется гибридными особями. Конечно, это плохо и с точки зрения практики тоже  волк все ж таки санитар леса»,  рассказывает Екатерина Эдуардовна.

Рачья чума

С помощью ДНК можно изучать даже болезни. Польский зоолог Каролина Сливинска сейчас изучает рачью чуму, в Европе она появилась в XIX веке, и до сих пор европейские раки умирают от этой болезни. Разносчиком чумы является полосатый рак, которого привезли из Северной Америки. Сам он, что интересно, устойчив к заболеванию и потихоньку вытесняет местные виды десятиногих. 

Каролина Сливинска

«В Беларуси еще очень много аборигенных видов раков по сравнению с Западной Европой. Но идет экспансия полосатого рака из Польши и Литвы. И сейчас существует хорошая возможность, чтобы посмотреть, от чего действительно погибают раки: от чумы или от конкуренции видов»,  говорит Каролина. 

Сейчас она занимается сбором материала, потом будет выделять ДНК различных видов рака и сравнивать с так называемым «чистым ДНК чумы», чтобы понять, насколько широко среди разных видов раков распространилась болезнь. 

Фото: Дарья САПРАНЕЦКАЯ

На следующей неделе читайте материалы о сотрудниках лаборатории: Алексее Шпаке и летучих мышах и Елене Гайдученко и инвазивных видах рыб.

 

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы прокомментировать этот материал.

КОММЕНТИРОВАТЬ С ПОМОЩЬЮ FACEBOOK


ПОСЛЕДНИЕ ПУБЛИКАЦИИ
Новости Мнения
Статьи

 

ЛУЧШИЕ ФОТО НЕДЕЛИ

Виктор Козловский
Ястребиная сова
Ястребиная сова
рейтинг: 10.0
Андрей Шимчук
Зубры.
Зубры.
рейтинг: 10.0
Алла Эрдман
Звычайная чаротаўка
Звычайная чаротаўка
рейтинг: 10.0
Павел Лычковский
Ловись рыбка большая и малая!
Ловись рыбка большая и малая!
рейтинг: 10.0

САЙТЫ-ПАРТНЕРЫ

Предупреждение! Информация, расположенная на данном сервере, предназначена исключительно для частного использования в образовательных целях и не может быть загружена/перенесена на другой компьютер. Ни владелец сайта, ни хостинг-провайдер, ни любые другие физические или юридические лица не могут нести никакой ответственности за любое использование материалов данного сайта. Входя на сайт, Вы, как пользователь, тем самым подтверждаете полное и безоговорочное согласие со всеми условиями использования. Авторы проекта относятся особо негативно к нелегальному использованию информации, полученной на сайте.