Д ълбоко във водите на Южна Америка живее риба, която току-що спечели титла, която никой не е очаквал. Учените вече са разчели пълния генетичен код на южноамериканския белодробник (Lepidosiren paradoxa) и са установили, че той притежава най-големия геном сред всички секвенирани досега животни в света, съобщава списание Science.
Неговата ДНК съдържа впечатляващите 91 милиарда химически букви (бази), което е 30 пъти повече от размера на човешкия геном. Въпреки този гигантски обем обаче, рибата носи приблизително същия брой гени като нас - около 20 000. Откритията са публикувани в списание Nature и предизвикват сериозен интерес сред еволюционните биолози.
A species of lungfish found in South America has claimed the title of the animal with the biggest genome sequenced so far. The DNA of Lepidosiren paradoxa comprises a staggering 91 billion chemical letters or “bases,” 30 times as many as the human genome, researchers reported in 2024. However, those 91 billion bases of DNA only contain about the same number of genes that humans have—roughly 20,000—with the rest consisting of noncoding, perhaps even “junk” DNA. By comparing this genome with those of other lungfishes, the researchers determined that L. paradoxa adds the equivalent of a human genome to its DNA every 10 million years. Learn more on #WorldAnimalDay: https://t.co/QekhKNSOzY
— Science Magazine (@ScienceMagazine) October 4, 2026
Рекорден геном
Самите числа са трудни за представяне. Човешкият геном е едва една тридесета от размера на този на южноамериканския белодробник. Чрез сравнение с геномите на други видoвe двойнодишащи риби изследователите са изчислили, че L. paradoxa добавя еквивалента на един човешки геном към своята ДНК на всеки 10 милиона години.
Липсващото звено: Древни риби от Китай разкриха тайни на човешката еволюция
„Това е най-големият размер на геном, съобщаван досега при животните“, казва Грасиела Гарсия, еволюционен генетик от Университета на Републиката в Уругвай, която не е участвала в изследването, но изучава геномите на рибите килифиш, които също съдържат голямо количество некодираща ДНК. „Изключително съм развълнувана от тези резултати“, казва Грасиела Гарсия.
Защо белодробните риби са толкова важни
Белодробните (двойнодишащи) риби често са наричани „живи изкопаеми“. Смята се, че тези дишащи въздух ръкоперки приличат най-много на древните общи предци на всички гръбначни животни.
Човекът може да живее до 200 години? Учени откриха „протеина на дълголетието“ в китовете
От 2018 г. насам Аксел Майер и Манфред Шартл, еволюционни биолози от Университета „Юлиус Максимилиан“ във Вюрцбург, заедно със свои колеги работят върху дешифрирането на геномите на белодробни риби от три континента с надеждата да разберат по-добре еволюцията на гръбначните.
Те започват с австралийската белодробна риба, чиито кости на перките напомнят на крайниците при хората и сухоземните животни. Следва африканският белодробник, при който костите на крайниците са значително редуцирани. Сега екипът се е заел с южноамериканския белодробник, който също има редуцирани перки и геном, два пъти по-голям от този на братовчедите му от Австралия и Африка.
Рибешкият „меланом убиец“: Учени откриха нов вид заразен рак
Изграден предимно от „егоистична“ ДНК
Откъде тогава идва цялата тази допълнителна ДНК? Само малка част от нея се състои от гени - инструкциите за създаване на протеини, заедно с кодовете за полезни фрагменти от РНК. Огромното мнозинство е нещо съвсем различно: повтарящи се последователности, наречени транспозируеми елементи (транспозони) или „скачащи гени“, които могат да се копират сами и да се внедряват обратно в веригата на ДНК.
Около 90% от генома на L. paradoxa се състои от тези „егоистични“ последователности, за разлика от човешкия геном, където те са около 40%.
Причината за този генетичен хаос изглежда е липсата на защитен механизъм. Южноамериканският и африканският белодробник са загубили ключови гени, чиито РНК и протеинови продукти обикновено спират разпространението на транспозоните. Без тях геномът просто е продължил да набъбва с течение на времето.
Висока цена за плащане
Носенето на толкова много ДНК не е евтино. „Това трябва да струва огромна енергия на животното“, посочва Майер. Всички с изключение на една от 19-те хромозоми на тази риба са с размера на целия човешки геном, така че копирането на тази ДНК изисква огромни ресурси. Клетъчното ядро и самата клетка, която го съдържа, също трябва да бъдат много по-големи.
Все пак Гарсия отбелязва, че по-големият геном понякога може да помогне на организма да се приспособи към променящите се условия. Когато транспозоните се настанят в даден ген или близо до него, те могат да променят неговата активност, което при определени обстоятелства може да бъде полезно. Те дори могат да се превърнат в суровина за създаването на изцяло нови гени.
Но тя предупреждава: „Това може да се превърне и в Дамоклев меч, ако не е възможно да се регулират гените, гарантиращи жизнеспособността на организма“.
Все още не е ясно защо рибата така и не е развила нови начини за контрол върху тези „скачащи гени“.
Майер стига дотам да каже: „Това са риби, които еволюцията е забравила“.
Белодробната риба все пак не притежава най-големия геном сред абсолютно всички живи същества. Тази титла наскоро отиде при папрата Tmesipteris oblanceolata от Нова Каледония със 160 милиарда бази, а растения като рядък японски храст (Paris japonica) също имат гигантски геноми.
„Но що се отнася до животните“, казва Майер и допълва: „бих бил изненадан, ако съществува по-голям геном“.
Не всички обаче са съгласни. Клаус-Петер Щелцер, еволюционен биолог от Университета в Инсбрук, посочва, че по тегло геномът на мраморния белодробник (Protopterus aethiopicus) може да се окаже с 50% по-голям от този на неговите роднини. Докато той не бъде напълно секвениран, истинският шампион по геном сред животните не може да бъде окончателно коронован.
