Долгожительство попугаев связано с мутациями или удвоением генов, связанных с репарацией ДНК, защитой от окислительного стресса и удлинением теломер, сообщается в Current Biology.
А на их когнитивные способности и развитие мозга, вероятно, повлиял ряд ферментов, связанных с формированием структуры нейронов. Генетики это выяснили, отсеквенировав геном синелобого амазона и сравнив его с геномами 30 видов птиц.
У птиц из семейства попугаевых (Psittacidae) есть ряд черт, которые делают их заманчивым объектом изучения. У них, по отношению к размерам тела, большой мозг; развитые когнитивные способности и умение пользоваться орудиями; сложная социальная организация и совместное решение проблем. Кроме того, среди птиц таких же размеров они являются долгожителями. Однако до сих пор исследователи не пытались изучить генетические основы этих признаков — генетики собирали геномы нескольких видов попугаев, но практически все они были плохого качества, с низким покрытием.
Бразильские и американские исследователи под руководством Клаудио Мелло (Claudio Mello) из Орегонского университета здоровья и науки отсеквенировали геном синелобого амазона (Amazona aestiva). Эти птицы даже по меркам попугаев живут долго — в неволе доживали до 66 лет. Ученые собрали геном со 120-кратным покрытием и сравнили его с последовательностями геномов 30 других видов птиц, в том числе четырех видов попугаев. Чтобы понять, чем обусловлено долгожительство попугаев, исследователи проанализировали геномы 23 видов птиц. Ученые разделили их на две группы — с обычной и с высокой продолжительностью жизни, которая была как минимум на 20 процентов выше.
Выяснилось, что 344 гена эволюционировали у птиц из обоих групп по-разному. 20 из них влияли на продолжительность жизни у других видов. Среди оставшихся больше всего изменений в процессе эволюции произошло в нескольких генах. Среди них TERT, который кодирует фермент, удлиняющий теломеры — последовательности на концах хромосом, которые обеспечивают копирование ДНК (укорачивание теломер с возрастом считается одним из факторов старения организма). Гены POLK и ERCC3 связаны с репарацией ДНК, гены SOD1 и SOD3 кодируют ферменты, связанные с защитой организма от окислительного стресса.
Кроме того, ученые обнаружили в геноме синелобого амазона ряд генов, которые у других птиц были связаны с работой мозга и когнитивными способностями. В том числе это ген PLXNC1, связанный с регуляцией роста аксонов и гены CEP83, SLC9A5, RSPH3, и LRRC37A вовлеченные в формирование структуры нейронов. Также обнаружились изменения в некодирующих участках генома, которые регулируют экспрессию генов, вероятно, связанных с нормальной работой мозга. Так, мутации в гене AUTS2 у людей ассоциируются с аутизмом и задержками в развитии речевых навыков, мутации в генах ERBB4 и ESRRG ассоциируются с риском развития шизофрении. По мнению авторов исследования эти результаты говорят о том, что у людей и попугаев происходила конвергентная эволюция участков генома, регулирующих работу ключевых генов, связанных с когнитивными функциями и работой мозга.
Недавно исследователи еще раз убедились в хороших когнитивных способностях попугаев. Выяснилось, что они могут принимать экономически выгодные решения — отказываться от немедленного вознаграждения, если отказ позднее приведет к еще большей награде.
Автор: Екатерина Русакова