Jak różnice w wielkości ssaków wpływają na ewolucję mózgu
Streszczenie: Nowe badanie ujawnia, że dymorfizm wielkości płciowej (SSD) u ssaków jest powiązany z ewolucją genomu. Gatunki z dużymi różnicami wielkości między płciami mają większe rodziny genów dla funkcji węchowych i mniejsze dla rozwoju mózgu.
Z drugiej strony gatunki o minimalnych różnicach wielkości inwestują więcej w rozwój mózgu i złożone zachowania społeczne. Te odkrycia sugerują, że SSD wpływa na ewolucję cech sensorycznych i poznawczych u ssaków.
Kluczowe fakty:
- Duży SSD u ssaków koreluje z większymi rodzinami genów węchowych i mniejszymi rodzinami genów rozwoju mózgu.
- Gatunki z małym SSD mają większe rodziny genów odpowiadających za rozwój mózgu i bardziej złożone struktury społeczne.
- Badanie podkreśla ewolucyjny wpływ SSD na cechy sensoryczne i poznawcze.
Źródło: Uniwersytet w Bath
U wielu gatunków ssaków samce mogą być większe od samic (lub odwrotnie), cecha ta nazywana jest dymorfizmem wielkości płciowej (SSD). Na przykład samce słoni morskich są około trzy razy większe od samic.
Natomiast delfiny nie różnią się rozmiarami między płciami. Ludzie są gdzieś pomiędzy, przy czym przeciętny samiec jest większy od przeciętnej samicy, ale w całej populacji występuje nakładanie się.
Aby zrozumieć, w jaki sposób cecha ta wiąże się z ewolucją genomu, naukowcy z Centrum Ewolucji Milnera na Uniwersytecie w Bath w Wielkiej Brytanii przyjrzeli się podobieństwom między genomami 124 gatunków ssaków.
Zgrupowali geny w rodziny o podobnych funkcjach i zmierzyli wielkość tych rodzin genów. Odkryli, że gatunki o dużej różnicy wielkości między płciami miały większe rodziny genów powiązane z funkcjami węchowymi (zmysł węchu) i mniejsze rodziny genów powiązane z rozwojem mózgu.
W związku z tym może to również oznaczać, że gatunki, u których różnice w wielkości między samcami i samicami są niewielkie (tzw. gatunki monomorficzne), mają większe rodziny genów powiązane z rozwojem mózgu.
Publikowanie w Komunikacja przyrodniczaAutorzy sugerują, że u gatunków o dużym SSD takie cechy jak węch mogą mieć istotne znaczenie przy identyfikacji partnera i terytorium.
Natomiast ssaki z mniejszym SSD potencjalnie inwestują w rozwój swojego mózgu i mają tendencję do posiadania bardziej złożonych struktur społecznych. Oznacza to, że konkurują o partnerów innymi sposobami niż tylko używając rozmiaru, aby wybrać, z kim się rozmnażać.
Dr Benjamin Padilla-Morales z Milner Centre for Evolution na University of Bath kierował badaniami. Powiedział: „Byliśmy zaskoczeni, widząc tak silny związek statystyczny między dużym SSD a rozszerzonymi rodzinami genów dla funkcji węchowych. Co jeszcze ciekawsze, rodziny genów w fazie kurczenia się były powiązane z rozwojem mózgu.
„Może to oznaczać, że gatunki z małym SSD mają większe rodziny genów powiązane z funkcjonowaniem mózgu i mają tendencję do wykazywania bardziej złożonych zachowań, takich jak opieka obu rodzicielska i monogamiczne systemy rozrodu.
„Pokazuje to, że podczas gdy u niektórych gatunków wielkość stanowi istotny czynnik doboru płciowego w procesie ewolucji, u innych nie ma aż tak dużego znaczenia.
„To zmusza nas do zadania sobie pytania, w jaki sposób cechy takie jak SSD kształtują ewolucję naszego mózgu i genomu”.
W przyszłych badaniach naukowcy chcą zbadać, w jaki sposób rozmiar jąder wpływa na ewolucję genomów ssaków.
O tej wiadomości na temat badań nad ewolucyjną neuronauką i genetyką
Autor: Chris Melvin
Źródło: Uniwersytet w Bath
Kontakt: Chris Melvin – Uniwersytet w Bath
Obraz: Zdjęcie jest autorstwa Neuroscience News
Orginalne badania: Otwarty dostęp.
„Dymorfizm wielkości płciowej u ssaków wiąże się ze zmianami w wielkości rodzin genów związanych z rozwojem mózgu” autorstwa Benjamina Padilla-Moralesa i in.. Komunikacja przyrodnicza
Abstrakcyjny
Dymorfizm wielkości płciowej u ssaków wiąże się ze zmianami w wielkości rodzin genów związanych z rozwojem mózgu
U ssaków dymorfizm wielkości płciowej często odzwierciedla intensywność doboru płciowego, jednak jego związek z ewolucją genomiczną pozostaje niezbadany. Ewolucja wielkości rodziny genów może odzwierciedlać zmiany w względnym znaczeniu różnych funkcji molekularnych.
Tutaj badamy związek między repertuarem genów rozwoju mózgu a dymorfizmem wielkości płciowej, wykorzystując 124 gatunki ssaków. Ujawniamy istotne zmiany w powiązaniach wielkości rodziny genów z dymorfizmem wielkości płciowej.
Wysokie poziomy dymorfizmu korelują z ekspansją rodzin genów wzbogaconych w percepcję sensoryczną węchową i skurczeniem rodzin genów związanych z funkcjami rozwoju mózgu, z których wiele wykazywało szczególnie wysoką ekspresję w ludzkim mózgu dorosłym. Odkrycia te sugerują związek między intensywną selekcją płciową a zmianami w wielkości rodziny genów.
Przedstawione spostrzeżenia ilustrują złożoną zależność między dymorfizmem płciowym, ewolucją wielkości rodzin genów i ich rolą w rozwoju i funkcjonowaniu mózgu ssaków, co pozwala na cenne zrozumienie ewolucji genomu ssaków.
