Гены играют ключевую роль в чудесных миграциях бабочек монархов
Массовая миграция на 3000-миль (4800 км) бабочки монарха в Северной Америке является одним из фантастических подвигов в мире насекомых: миллионы особей каждую осень начинают трудный путь из столь отдаленных мест, как север Канады, вниз до Мексики и Калифорнийского побережья – пишет reuters.com.
Ученые, которые расшифровали геном этих красочных насекомых, предложили новый взгляд на это ежегодное воздушное приключение. Они точно определили один ген, связанный с эффективностью используемых для полета мышц, который играет важную роль в миграции бабочки монарха.
Их исследование, опубликованное в журнале Nature, также идентифицировало ген, отвечающий за яркую оранжево-черную окраску бабочки.
«Я нахожу удивительным то, что эти маленькие бабочки живут всего несколько месяцев и летают за тысячи километров для выполнения этой ежегодной миграции», говорит один из исследователей, профессор экологии и эволюционной биологии Чикагского университета Маркус Кронфорст.
Он добавляет: «Наше исследование показывает, что монархи делали это каждый год в течение миллионов лет. Ничего подобного на планете нет».
Количество мигрирующих монархов резко снизилось в последние годы. Кронфорст говорит, что в то время как около миллиарда бабочек-монархов мигрировало в Мексику в 1996 году, это число составило около 35 млн. прошлой зимой. Угрозы для них включают утрату мест обитания в результате человеческой деятельности, пестициды, которые убивают растения с млечным соком, и изменения климата, говорят эксперты.
Являясь в основном североамериканским видом, популяции монарха также встречаются в Центральной Америке, Южной Америке и других странах. Живущие пределами Северной Америки бабочки не мигрируют.
Исследователи выделили геномные последовательности 92 бабочек монархов со всего мира, включая немигрирующих, а также девяти бабочек близкородственных видов. Для изучения генетической основы для миграции, они сравнили генетический проект мигрирующих монархов с не мигрирующими.
«Один ген действительно отличался из всего остального генома», говорит Кронфорст.
Это был ген, связанный с коллагеном, основным ингредиентом соединительной ткани, имеющим важное значение для функции летательных мышц. Исследователи были удивлены, обнаружив, что ген был менее, а не более активным у мигрирующих бабочек. Так что вместо того, чтобы сделать их большими, мощными летунами, ген благоприятствует улучшенной эффективности полета.
«Это можно описать аналогичной разницей между бегунами-марафонцами (мигрирующие бабочки) и спринтерами», объясняет Кронфорст.
Шуай Чжан, биолог Шанхайского института биологических наук, говорит, что исследование установило, что этот вид возник в Северной Америке, что противоречит предположению, что монархи произошли от тропических предков.
Взрослые бабочки монархи могут похвастаться роскошными крыльями, оранжевыми с черными прожилками и белыми пятнами вдоль внешних краев. Размах их крыльев составляет около 4 дюймов (10 см), а их тела черного цвета.
Ученые говорят, что их оранжевый цвет сигнализирует потенциальным хищникам, что они ужасны на вкус и токсичны благодаря химическим веществам из растений с млечным соком, которыми питаются в личиночной стадии.
Кронфорст говорит, что бабочки-монархи, живущие к востоку от Скалистых гор, проводят зиму в Мексике, чтобы избежать холодной погоды, а те, что обитают к западу от Скалистых гор, проводят зиму на побережье Калифорнии, прежде чем вернуться домой весной.
(Репортаж Уилла Данхэма, редактирование Джеймса Далглейша)