Вчені виявили таємницю еволюції сперматозоїдів за допомогою методу аналізу даних.
Довжина сперматозоїда має значення
Міжнародна група дослідників зробила прорив у вивченні еволюції. Вони з'ясували, як змінювалася довжина сперматозоїдів у тварин упродовж мільйонів років. Виявляється довжина сперматозоїда має значення.
Лікар Сільвія Каттелан з Інституту старіння імені Фріца Ліпмана запропонувала оригінальний підхід. Біологи під її керівництвом виявили нестандартне рішення. Вони озброїлися принципом Парето — математичним інструментом аналізу складних систем.
Вчені зібрали дані про 1388 видів чотирилапих. Тут і квакаючі жаби, і граціозні ящірки, і пухнасті ссавці. У фокусі чотири фактори:
- маса тіла,
- розмір кладки,
- довжина сперматозоїдів,
- конкуренція між сперматозоїдами.
Несподіваний висновок: довжина сперматозоїда має значення
Дослідження показало, що між розміром тіла та довжиною сперматозоїдів існує нелінійний зв'язок. Найдовші сперматозоїди зустрічаються у видів з:
- високою конкуренцією між сперматозоїдами,
- великим розміром кладки,
- малим розміром геному.
Особливо цікаво, що ці закономірності зберігаються у теплокровних тварин та видів із внутрішнім заплідненням. Вони простежуються в еволюції останніх 65 мільйонів років з моменту вимирання динозаврів.
Чому це важливо?
Відкриття виходить за межі біології розмноження. Принцип Парето, використаний у дослідженні відкриває нові горизонти. Він дозволяє побачити приховані закономірності там, де інші методи безсилі.
Суть методу проста: коли еволюція стикається з суперечливими завданнями, живі організми шукають компроміс. Ці компроміси утворюють геометричні фігури – лінії, трикутники, багатокутники. Вчені називають їх “фронтами Парето”.
У випадку зі сперматозоїдами дані вишикувалися в трикутник. Це означає, що їх еволюція йшла під впливом декількох факторів.
Метод Парето можна застосовувати для вивчення:
- експресії генів,
- роботи білків,
- нервової системи,
- будови організмів.
Такий підхід може здійснити переворот у різних галузях науки – від медицини до екології. Детальна стаття про це дослідження вийшла у журналі Nature Communications.
