Секрет живучести тараканов кроется в их генах

Тараканы отравляют жизнь людям, люди в ответ травят тараканов – история одного соседства, которая больше напоминает тот самый «вечный бой». Почему же люди никак не могут одержать в нем победу и все их средства против насекомых оказываются не такими эффективными, как хотелось бы? Ответ кроется в эволюционной истории тараканов, которые, кстати сказать, пережили динозавров, а многие ученые полагают, что им и ядерная война не повредит.

Очевидно, что для того, чтобы спокойно жить в наиболее загрязненных местах и питаться отходами, кишащими бактериями, а еще противостоять химическим атакам людей, нужно иметь иммунитет невероятной силы. И секвенирование генома таракана, которое провела команда из Южно-Китайского педагогического университета, показало, какие именно гены делают насекомых настолько выносливыми.

Отряд «тараканы» отличается большим разнообразием: в него входят более 4640 видов тараканов и 2900 видов термитов. Но лучше всех освоить искусство выживания удалось одному виду – американскому таракану (Periplaneta americana). На самом деле этот вид перекочевал в Новый Свет из Африки в XVI веке, а сегодня является космополитическим, поскольку встречается в разных уголках планеты.

Среди всех секвенированных на сегодняшний день геномов насекомых его геном занимает второе место по длине (на первое запрыгнула саранча). По данным исследователей, около 60% генома американских тараканов состоит из повторяющихся последовательностей ДНК.

Авторы работы расшифровали также геномы желто-коричневых, рыжих и австралийских тараканов и нескольких видов термитов. Оказалось, что как раз с двумя видами последних P.americana роднят наиболее тесные генетические связи, сообщает National Geographic.

Но, в то же время, американских тараканов отличает от родственников набор совершенно уникальных генов, благодаря которым они и процветают даже в самых неблагоприятных условиях и остаются устойчивым к патогенам, которые сами же и переносят.

Во-первых, P. americana обладает невероятно развитым обонянием. У него было найдено почти вдвое больше генов, кодирующих обонятельные рецепторы, чем у других видов. По словам ученых, благодаря этим рецепторам тараканам легче находить по запаху пищу, особенно если она богата различными ферментами.

Во-вторых, американские тараканы имеют еще и огромное количество генов, отвечающих за работу вкусовых рецепторов: их у насекомых более 500.

Предполагается, что эти особенности помогают тараканам не только более разнообразно питаться, но и учиться на ошибках – уметь распознавать яд, например.

Кстати, о ядах. В P. americana было обнаружено несколько генов, которые позволяют организму адаптироваться к токсической среде. Эти гены обеспечивают постоянную выработку ферментов, которые разрушают токсины, а также делают иммунную систему более прочной. Вот почему тараканы могут выживать даже в самых загрязненных местах.

Другие гены, найденные у американских тараканов, позволяют им менять темпы роста по мере старения, в зависимости от того, сколько пищи доступно насекомым. Такая «пластичность развития» является важным эволюционным преимуществом, объясняют авторы исследования.

Но и это еще не все. Ученые обнаружили у насекомых гены, отвечающие за регенеративные функции организма, например, «ремонт» сломанных конечностей, заживление ран и восстановление тканей. В ходе экспериментов специалисты ампутировали нескольким особям конечности и наблюдали, что в большинстве случаев они восстанавливались, причем иногда довольно быстро (в зависимости от тяжести травмы).

По мнению авторов исследования, следует более внимательно изучить, как тараканы восстанавливают и наращивают новые ткани – эти механизмы могут пригодиться в регенеративной медицине. Также эксперты изучили еще не все гены, которые отвечают за хеморецепцию.

Такие работы, как считают специалисты, помогут эволюционным биологам проанализировать родственные связи многих видов, ну а химикам – найти более эффективные средства для уничтожения вредителей.

Более подробно о своем исследовании китайские ученые рассказали в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.