Disentangling the complex evolutionary history of sex chromosomes in snakes

Abstract

Sex chromosomes can be a dynamic, fast-evolving part of the genome and one that follows slightly different evolutionary pathways than the autosomes. They have evolved independently many times in the great diversity of eukaryotes, representing a case of incredible convergence on the genomic level. One of the most influential theories about sex chromosome evolution was inspired by sex chromosomes of snakes, a well-recognized and species-rich group of squamate reptiles. Due to the cytogenetic studies conducted several decades ago, it was widely accepted that all snakes share homologous and evolutionary stable ZZ/ZW sex chromosomes that are differentiated in the diverse group of caenophidian snakes and only poorly differentiated in the other lineages, where they were not detected. Recent advances have, however, proven the sex chromosome evolution in snakes more complex with the discovery of two non-homologous XX/XY sex chromosome systems in non-caenophidian snakes. This thesis is focused on uncovering sex chromosome systems in snake lineages where direct evidence for them was missing. In addition, it aimed to explore the satellite DNA content in the genomes of members of the family Erycidae. A combination of cytogenetic, molecular and bioinformatic methods was used to detect even poorly differentiated...

Pohlavní chromozomy mohou být dynamickou, rychle se vyvíjející částí genomu, která podléhá jiným evolučním tlakům než autozomy. V rámci obrovské diverzity eukaryot se vyvinuly mnohokrát nezávisle a představují tak případ ohromující konvergence na genomové úrovni. Jedna z nejvlivnějších teorií o evoluci pohlavních chromozomů byla inspirována pohlavními chromozomy hadů, dobře známé a druhově bohaté skupiny šupinatých plazů. Díky cytogenetickým studiím provedeným před několika desetiletími bylo všeobecně přijímáno, že všichni hadi sdílejí homologní a evolučně stabilní pohlavní chromozomy ZZ/ZW, které jsou diferencované v druhově bohaté skupině Caenophidia a jen málo diferencované v ostatních liniích, kde nebyly zjištěny. Nedávné studie však prokázaly, že evoluce pohlavních chromozomů u hadů je komplikovanější, a to díky objevu dvou nehomologních systémů pohlavních chromozomů XX/XY u hadů mimo skupinu Caenophidia. Tato práce je zaměřena na odhalení systémů pohlavních chromozomů u hadích linií, u nichž přímé důkazy o nich doposud chyběly. Kromě toho si klade za cíl prozkoumat obsah satelitní DNA v genomech příslušníků čeledi Erycidae. Kombinace cytogenetických, molekulárních a bioinformatických metod byla použita k odhalení i málo diferencovaných pohlavních chromozomů a k určení motivů satelitní DNA a...