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 5347 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

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

Звание крупнейшего вулкана Земли перешло к Таму

06-09-2013 Просмотров:6350 Новости Геологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Звание крупнейшего вулкана Земли перешло к Таму

На дне Тихого океана примерно в 1 600 км к востоку от Японии обнаружен вулкан размером с Нью-Мексико или Британские острова — крупнейший на Земле и один из самых больших...

В Андах живут неизвестные виды «маленьких драконов»

07-04-2015 Просмотров:5406 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

В Андах живут неизвестные виды «маленьких драконов»

Команда ученых-зоологов в составе Омара Торрес-Карваяла (Omar Torres-Carvajal) из Эквадора, Пабло Венегаса (Pablo J. Venegas) из Перу и Кевина де Куероза (Kevin de Queiroz) из США обнаружила в Андах на...

Муравьи поставили под контроль рекордно широкий спектр электромагнитных волн

22-06-2015 Просмотров:5044 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Муравьи поставили под контроль рекордно широкий спектр электромагнитных волн

Биологи выяснили, что муравьи могут манипулировать широким диапазоном электромагнитных волн, чтобы избежать перегрева. Возможно, их навыки смогут взять на вооружение и люди. Сахарский серебристый муравей (Cataglyphis bombycina)Об этом говорится в статье...

Генетики раскрыли тайну рождения уникального ядовитого "крота"

19-03-2018 Просмотров:726 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Генетики раскрыли тайну рождения уникального ядовитого "крота"

Российские и зарубежные ученые впервые расшифровали ДНК загадочного щелезуба, ядовитого родича кротов и землероек с острова Гаити, и подтвердили, что его предки жили на Земле бок о бок с динозаврами, говорится в статье, опубликованной в журнале GigaScience. Щелезуб"Нам удалось доказать,...

Подо льдом Антарктиды обнаружена жизнь

06-02-2013 Просмотров:11156 Новости Окенологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Подо льдом Антарктиды обнаружена жизнь

Учёные полагают, что им удалось — впервые! — получить образцы живых организмов из подледникового озера в Антарктиде. Таким дно озера Уилланса увидела спущенная в него видеокамера. (Изображение Alberto Behar, JPL /...

top-iconВверх

© 2009-2019 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.