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 5267 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

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

Найдена древнейшая нора тетрапода

11-11-2010 Просмотров:9077 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Найдена древнейшая нора тетрапода

В США обнаружена древнейшая нора четвероногого существа — некоей амфибии, жившей 350 млн лет назад. Животных, по всей видимости, было два; длина их тел достигала 30 см; останки, увы, не...

Ученые нашли на спутнике Юпитера Европе "пищу" для бактерий

06-04-2013 Просмотров:8068 Новости Астрономии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ученые нашли на спутнике Юпитера Европе "пищу" для бактерий

Ученые обнаружили на спутнике Юпитера Европе большие запасы перекиси водорода — потенциального источника энергии для бактерий-экстремофилов, которые могут обитать в подледном океане этого небесного тела, сообщает пресс-служба Лаборатории реактивного движения...

Клеточные организмы

27-12-2012 Просмотров:17730 Клеточные организмы Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Клеточные организмы

Подимперия: Клеточные организмы Эволюция клеточных организмов Появление первых клеточных организмов: более 4 млрд лет назад Первые простейшие одноклеточные организмы (прокариоты) появились более 4 млрд лет назад. Недавно в самых древних на Земле осадочных...

Насекомое зимой на снегу: бескрылая девственная самка орехотворки

05-01-2017 Просмотров:3137 Билатеральные (Bilateria) Беньковский Андрей - avatar Беньковский Андрей

Насекомое зимой на снегу: бескрылая девственная самка орехотворки

 Редкое в Зеленограде зимнее насекомое - бескрылая орехотворка Biorhyza pallida. Этот вид питается только на дубах. У него чередуются два поколения: 1) летние крылатые самки и самцы и 2) зимние...

Древнейшие рыбы оказались большеглазыми

17-06-2014 Просмотров:5483 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Древнейшие рыбы оказались большеглазыми

Палеонтологи обнаружили в Китае древнейшую рыбу, жившую в середине кембрийского периода. Она обладала крупными глазами и зачатками челюстей. MetasprigginaОписание находки, сделанной канадскими учеными из Университета Торонто, опубликовано в свежем выпуске журнала Nature. В 2012...

top-iconВверх

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