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 6373 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

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

С папами-динозаврами далеко не все ясно

22-05-2013 Просмотров:8825 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

С папами-динозаврами далеко не все ясно

Пять лет назад было выдвинуто предположение о том, что именно самцы динозавров высиживали яйца. Однако новый анализ тех же окаменелостей поставил ту гипотезу под сомнение.  Гнездо овираптора из пустыни Гоби (фото...

Найдено недостающее звено эволюции черепах

26-06-2015 Просмотров:5902 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Найдено недостающее звено эволюции черепах

Палеонтологи откопали в Германии одного из древнейших предков черепах. Находка является промежуточным звеном, которое позволяет проследить, как формировался панцирь этих рептилий. Предок черепахК такому выводу пришли немецкие и американские ученые, чья статья опубликована...

Летучие мыши используют рябь на воде для охоты на поющих…

24-01-2014 Просмотров:7824 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Летучие мыши используют рябь на воде для охоты на поющих лягушек

Летучие мыши Панамы научились ловить лягушек-тунгар благодаря ряби, появляющейся на воде при исполнении их "брачных серенад" и не исчезающей даже тогда, когда амфибия замолкает при виде хищницы, заявляют биологи в статье, опубликованной в журнале Science. Лягушка-тунгар"Когда лягушка видит...

Найден редкий образец силурийского ракообразного с окаменевшими мягкими тканями

12-12-2012 Просмотров:8343 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Найден редкий образец силурийского ракообразного с окаменевшими мягкими тканями

Международная группа исследователей сделала невероятно редкое открытие нового для науки вида, родственного крабам, омарам и креветкам. Животное длиной около 10 мм исключительно хорошо сохранилось: до наших дней дошёл не только...

Астробиологическое открытие ведёт насыщенную ядом жизнь

11-12-2010 Просмотров:9169 Новости Микробиологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Астробиологическое открытие ведёт насыщенную ядом жизнь

NASA предъявило научному сообществу "астробиологическое открытие, которое повлияет на поиск свидетельств внеземной жизни". Учёные обнаружили и изучили микроорганизмы, которые в своём рационе полагаются на мышьяк и используют этот токсичный элемент...

top-iconВверх

© 2009-2021 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.