Начало > Эко новости > Биологи раскрыли секрет бабочек-"трансформеров"
Биологи раскрыли секрет бабочек-"трансформеров"
Группа ученых под руководством Матье Жорона (Mathieu Joron) из Национального музея естественной истории в Париже проанализировала геном Heliconius numata. "Нас поразило то, что мы обнаружили. Эти бабочки - настоящие насекомые-"трансформеры"... Один-единственный генетический ключ позволяет им подражать нескольким другим бабочкам - прямо как в научной фантастике!" - пояснил Жорон.
Среди животных-"актеров" существует два типа подражания: мимикрия Бейтса - копирование облика ядовитых животных вполне безобидными существами, и мимикрия Мюллера - сходство во внешнем облике между несколькими разными "несъедобными" видами. Как правило, один генетический ключ в геноме такого "актера" контролирует весь набор генов, ответственных за копирование формы и цвета тела и крыльев объекта "подражания". Такое сочетание из ключа и генов называется "супергеном".
К числу таких "актеров" относится и ярко-рыжая бабочка Heliconius numata из семейства нимфалид, похожая по своему внешнему виду на ядовитых бабочек-данаид.
Естественный отбор должен способствовать выживанию только тех бабочек, которые являются хорошими "актерами", и поэтому изменчивость этих участков генома должна быть крайне невысокой. С другой стороны, рост популяции мимиков (обладающих хорошими способностями к мимикрии) должен привести к уменьшению эффективности маскировки - хищные виды перестанут доверять "знакам опасности", которым подражают бабочки-"актеры", и будут пробовать на вкус всех таких насекомых.
Считается, что Heliconius numata могут "распределять" риск, подражая сразу нескольким видам несъедобных бабочек. С другой стороны, разнообразие форм и цвета крыльев этой бабочки могут объясняться местными различиями в устройстве генома.
Жорон и его коллеги изучили генетические механизмы выбора "маскировки", проанализировав то, как менялся набор "включенных" и "выключенных" генов в геномах бабочек из нескольких популяций Heliconius numata. Сравнение геномов показало, что один из участков в геноме всех бабочек - "суперген" длиной в несколько сотен тысяч нуклеотидов-"букв" ДНК - оставался практически неизменным.
Ученые секвенировали фрагмент в 1 миллион нуклеотидов рядом с "супергеном" и обнаружили, что "суперген" состоит из двух разных участков длиной в 400 и 138 тысяч оснований, которые содержат 18 и 13 генов, управляющих внешним видом Heliconius numata.
Авторы статьи сравнили структуру "супергена" у 156 бабочек Heliconius numata и установили, что "включение" или "выключение" этих участков определяет вид "маскировки". Как отмечается в статье, такое устройство супергена позволяет бабочкам хранить в своем геноме три разных варианта маскировки. В случае, если оба участка супергена "выключены", бабочка теряет все способности к мимикрии и быстро становится жертвой хищников. Сравнение геномов показало, что эти участки сохраняются в первозданном виде даже при скрещивании генетически отдаленных особей из разных географических областей.
Ученые полагают, что похожий механизм мог развиться и у другого вида бабочек - березовой пяденицы, которая приспособилась к появлению копоти и сажи на деревьях в индустриальной местности, сменив свой "березовый" окрас на серый.