Nova studija u PLOS Biology pokazuje da leptiri i moljci koriste iste genetske "prekidače" (ivory i optix) da bi razvili identične upozoravajuće boje, uprkos razdvojenosti do 120 miliona godina. Kod leptira regulatorni elementi deluju slično, dok moljci ponekad koriste inverziju DNK. Eksperimentalne genetske modifikacije potvrdile su ulogu ovih elemenata. Otkriće ukazuje da su neke adaptacije evolutivno predvidljive i relevantne za razumevanje odgovora na klimatske promene.
Naučnici Otkrili Genetski Šablon za Mimikriju Star 120 Miliona Godina
Scientists Found an Evolutionary “Cheat Sheet”Adisak Mitrprayoon - Getty Images
Leptiri i moljci često kopiraju jedni druge kako bi usvojili upozoravajuće boje koje odbijaju grabljivce. Nova studija objavljena u PLOS Biology otkriva da su iste genetske strategije korišćene najmanje 120 miliona godina i objašnjava mehanizme koji stoje iza tih sličnosti.
Kako nastaje mimikrija
Šare na krilima nekih vrsta signaliziraju toksičnost predatorima; druge, otrovne vrste su tokom evolucije razvile gotovo identične obrasce — fenomen poznat kao Milerijanska mimikrija. Još zanimljivije, vrste koje nisu otrovne ponekad preuzimaju iste boje kako bi izbegle grabljivce, što se naziva Bejtsova mimikrija.
Šta su istraživači uradili
Međunarodni tim analizirao je genom različitih predstavnika reda Lepidoptera — uključujući rodove Heliconius i grupu Ithomiini, kao i neotropijske tigraste moljce nazvane Chetonemoths. Linije ovih insekata razdvojile su se evolutivno i do oko 120 miliona godina, ali su istraživači pronašli ponavljajuće genetske obrasce koji objašnjavaju kako su se pojavili identični vizuelni signali.
Genetski „prekidači“ i mehanizmi
Autori studije utvrdili su da se same kodirajuće sekvence gena retko menjaju; umesto toga, ključ su regulatorni elementi — takozvani genetski "prekidači" koji kontrolišu kada i gde se geni uključuju. Dva takva elementa povezana su sa bojom krila: ivory i optix. Kod leptira ti regulatorni elementi funkcionišu na sličan način u različitim vrstama, dok su moljci razvili alternativno rešenje — mehanizam inverzije DNK koji preokreće deo genetskog materijala i tako omogućava isti vizuelni efekat.
„Istražujući sedam linija leptira i jednog dnevnog moljca, pokazali smo da evolucija može biti iznenađujuće predvidiva,“ rekao je Kanchon Dasmahapatra (University of York), koautor studije.
Eksperimentalna potvrda
Autori su takođe sproveli genetske modifikacije koje su prekinule funkciju ciljanih gena; promene u boji krila potvrđuju da su ivory i optix zaista odgovorni za varijacije šara. To jača zaključak da su pronađeni regulatorni elementi prave meta koji objašnjava ponovljene evolutivne izmene.
Širi značaj
Razumevanje ovih mehanizama pomaže da se identifikuju "hotspotovi" u genomu gde mutacije lako dovode do brzih adaptacija. Ako su neke adaptacije ponovljive i predvidljive, to može poboljšati sposobnost naučnika da predvide kako će se vrste prilagođavati pritiscima kao što su klimatske promene. Autori naglašavaju da su potrebna dalja istraživanja kako bi se procenile implikacije za očuvanje vrsta i za modeliranje budućih ekoloških promena.
Zaključak: Studija pokazuje da evolucija krila kod leptira i moljaca nije toliko nasumična koliko se pretpostavljalo — često se oslanja na iste regulatorne trikove, čak i preko geološki dugih vremenskih razmaka.
Pomozite nam da budemo bolji.
