Геном Belgica antarctica — крупнейшего истинно сухопутного животного Антарктиды — оказался самым маленьким среди насекомых. Ученые считают, что благодаря такому урезанию генного материала этот вид бескрылых комаров-звонцов смог приспособиться к экстремальным условиям жизни на южном континенте. Биологи рассказали о своем открытии на страницах журнала Nature Communications.
Геном комара состоит всего из 99 миллионов базовых пар нуклеотидов: это меньше, чем у платяной вши (105 миллионов) и паразита насекомых отряда Strepsiptera (108 миллионов). Комары избавились от ненужного материала: многих сегментов ДНК и повторяющихся элементов, не связанных с кодированием белков (так называемой избыточной ДНК). Однако количество функциональных генов у них примерно такое же, как и у обычных мух: 13,5 тысячи штук.
Личинки Belgica antarctica два года проводят в толще антарктического льда, после чего насекомые завершают свой жизненный цикл (спариваются и откладывают яйца) за десять дней. Вероятно, такое урезание генного материала потребовалось им, чтобы выжить в экстремальных условиях: во льду и при высоком уровне ультрафиолетового излучения. Авторы исследования собираются сравнить геном комара-звонца с геномами других экстремофилов Антарктиды (клещей прежде всего).
В геноме Belgica antarctica нашли несколько генов аквапоринов, которые отвечают за приток и отток воды из клеток. Белки, которые кодируют аквапорины, способствуют выживанию насекомых: их организмы могут потерять до 70 процентов воды (для сравнения, у других насекомых этот показатель составляет около 20 процентов). Способность выдерживать обезвоживание помогает переносить экстремальный холод, отмечают биологи. Кроме того, у личинок Belgica antarctica постоянно «включены» белки температурного шока — у других животных они включаются лишь на короткий период, при контакте организма с очень высокой или очень низкой температурой.
Комары питаются бактериями и водорослями, а также богатыми азотом экскрементами пингвинов. На них не охотятся никакие хищники, и от болезнетворных организмов они так же избавлены, выяснили ученые. Единственные враги арктических комаров — это холод и ультрафиолет. Биологи надеются, что секреты выживания Belgica antarctica помогут в изобретении новых технологий замораживания тканей организма человека.