Мир дикой природы на wwlife.ru
Вы находитесь здесь:Новости>>Новости Генетики>>Мимикрия может определяться одним геном

Четверг, 06 Март 2014 21:02

Мимикрия может определяться одним геном

Автор 

Мимикрия сослужила эволюционной биологии хорошую службу, став одним из аргументов в пользу эволюционной теории. Один из двух отцов теории эволюции, Альфред Уоллес, путешествуя по Азии, заметил, что бабочки-парусники Papilio polytes имитируют окраску ядовитой Pachliopta hector. Но хотя имитация окраски хорошо укладывалась в механику развития видов, биологи ещё очень долго раздумывали над тем, как мимикрия реализуется на генетическом уровне. 

Самка P. polytes (фото Ingo Arndt)Самка P. polytes (фото Ingo Arndt)С одной стороны, высказывались предположения, что маскировка-имитация развивается постепенно, с другой стороны, некоторые полагали, что она появляется внезапным скачком. В итоге биологи-эволюционисты сошлись на том, что существуют некие «супергены», массивы генетической информации, которые контролируют мимикрию и вот так комплексно и наследуются. То есть бабочка не может смешивать гены мимикрии, она получает их сразу все и со всеми изменениями, которые в них происходили, — или же вообще не получает.

Но всё оказалось намного проще! Группа исследователей из Чикагского университета (США) вместе с коллегами из Института фундаментальных исследований Тата (Индия) выяснили, что мимикрия бабочек-парусников зависит только от одного гена. Известно, что самцы Papilio polytes не мимикрируют, их крылья чёрные с белыми пятнами, а вот самки как раз раскрашивают свои крылья под ядовитых Pachliopta hector с помощью цветных полос и пятен. С одной стороны, тут можно усмотреть аргумент в пользу единого и неделимого комплекса «мимикрирующих» генов, однако имитирующая окраска самок может довольно сильно варьироваться, делая их похожими на ядовитый вид в той или иной степени. 

Раскраска крыльев самца и разных самок P. polytes в сравнении с P. hector. (Иллюстрация Krushnamegh Kunte / Tata Institute of Fundamental Research.)Раскраска крыльев самца и разных самок P. polytes в сравнении с P. hector. (Иллюстрация Krushnamegh Kunte / Tata Institute of Fundamental Research.)Чтобы понять причину этой вариабельности, биологи скрещивали между собой разноокрашенных бабочек и проверяли потом геномы их потомства. В первую очередь учёные хотели найти различия между ДНК бабочек с имитирующей окраской и ДНК бабочек без таковой. В журнале Nature авторы пишут, что в итоге они вышли на некую зону в одной из хромосом насекомых, содержащую пять генов, а из этой пятёрки удалось выделить ген под названием doublesex, от которого зависело, какая окраска будет у крыльев. 

Этот ген известен довольно давно, он управляет работой многих других генов: в частности, от него зависит пол у дрозофил и иных насекомых. Однако «в связях с мимикрией» его ещё не уличали. Полученные данные помогают понять, почему самцы не способны имитировать предостерегающую окраску: во время созревания мРНК doublesex проходит через альтернативный сплайсинг, когда разные куски мРНК перемешиваются друг с другом, и у самцов в результате получается одна мРНК (и один белок), а у самок — совсем другая. 

Но альтернативный сплайсинг не объясняет вариабельности в окраске крыльев у самок. Тут всё дело в вариантах самого гена, который у разных линий бабочек может разниться, поэтому разные варианты doublesex могут при развитии крыльев включать разные наборы генов. 

 Смысл работы не только в том, что учёным удалось разгадать молекулярно-генетическую тайну мимикрии одного вида бабочек (пусть и с таким славным научным прошлым), но и в том, что эти данные наглядно иллюстрируют, как внешняя сложность признака может не совпадать с его внутренней, генетической сложностью.

Нельзя сказать, что все эти альтернативные сплайсинги и варианты генов — сильно простая вещь; в конце концов, мы имеем дело с особым геном, который предназначен для управления другими генами, а такие гены-менеджеры простотой не отличаются. Однако это сложность иного рода, чем та, которую предполагали до сих пор и по поводу которой сломали столько копий, споря о её эволюционных путях. Как видим, такие исследования, использующие ассортимент современных молекулярно-биологических методов, могут довольно успешно разъяснять некоторые сложные места, связанные с эволюцией. 

Впрочем, о мимикрии P. polytes споры не утихли. В том же Nature вышла ещё одна статья, авторы которой призывают обратить внимание на некодирующие регуляторные области ДНК, могущие менять уровень активности гена, её время и место. Известно, что именно такие участки ДНК во многом определяют окраску других бабочек — рода Heliconius. И, возможно, такие зоны ДНК могут влиять и на мимикрирующие способности гена doublesex. 


Источник: КОМРЬЮЛЕНТА


Прочитано 5234 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Предыдущая Следующая

Червь спрятался от света на глубину более километра

06-06-2011 Просмотров:7796 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Червь спрятался от света на глубину более километра

Ученые впервые нашли многоклеточное животное так глубоко под землей. Круглый червь с дьявольским именем жил в подземных водах на глубине больше одного километра. Нематоду Halicephalobus mephisto   Больше двадцати лет назад...

Биологи научили рыб передвигаться по суше

29-08-2014 Просмотров:5411 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Биологи научили рыб передвигаться по суше

Ученые экспериментально доказали, что в далеком прошлом рыбы действительно могли выйти на сушу и стать четвероногими животными. Этот феномен удалось продемонстрировать на примере современных многоперовых рыб. Результаты исследования, проведенного канадскими биологами из...

Ученые: пернатые динозавры оказались неожиданно хорошими "планерами"

18-09-2013 Просмотров:5658 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ученые: пернатые динозавры оказались неожиданно хорошими "планерами"

Четырехкрылые микрорапторы умели крайне эффективно планировать при полете между ветвями деревьев благодаря высокой подъемной силе, вырабатываемой их передними крыльями, что частично отвечает на вопрос, как первые птицы научились летать, заявляют палеонтологи в статье, опубликованной...

Рейн оказался на 5 миллионов лет древнее

19-05-2012 Просмотров:9533 Новости Геологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Рейн оказался на 5 миллионов лет древнее

Анализ костей ископаемых млекопитающих и древесины помог уточнить возраст Рейна. Рейн, который протекает по территории Швейцарии, Австрии, Германии и Нидерландов и чья длина составляет более 1200 километров, является одной из крупнейших...

Тли помогли узнать, как растения реагируют на гусениц

24-04-2014 Просмотров:5451 Новости Ботаники Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Тли помогли узнать, как растения реагируют на гусениц

У растений, как известно, есть собственная транспортная система, которую можно до какой-то степени уподобить кровеносной системе животных. Вода и нужные вещества из земли распространяются от корней по всему телу растения...

top-iconВверх

© 2009-2018 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.