Motýli ztratí lesk, pokud jejich geny pro štětce nejsou zapnuty

Kolem louže se shromažďují různí motýli

Křídla motýlů jsou jemná, krásná díla přírody. Geny zodpovědné za vytváření takových vzorů míchání a barev byly zahaleny tajemstvím, ale díky dvěma novým studiím jsme zjistili, že tyto mistrovská díla vytvářejí skutečně dva geny..

To je správně. Dva. Tam jsou dva genetické da Vincis, které dělají většinu práce na plátnech, která jsou křídla motýlů. Tyto dva geny jsou ve skutečnosti tak důležité pro výrazné barvy motýlů, že pokud byste tyto dva geny vypnuli, barvy se stanou buď matnějšími nebo jednoduše monochromatickými.

"Dva různé geny se vzájemně doplňují. Jsou to malování genů, které se určitým způsobem specializují na výrobu vzorů," Arnaud Martin, vývojový biolog na George Washington University a hlavní autor jedné ze studií, vysvětlil Nature.

Barvy CRISPR

https://player.vimeo.com/video/230481946?title=0&byline = 0&portrét = 0

Oba geny, WntA a optix, již dříve hrály roli v tom, jak motýlí „křídla“ mají vzory a barvy, ale teprve když vědci zapnuli a vypnuli geny pomocí techniky CRISPR-Cas9, zjistili, jak velké část vhodně pojmenovaná "geny štětce" hrál.

Thestudy, která se zaměřila na WntAturned z genu u sedmi různých druhů motýlů, včetně kultovní monarcha motýl (Danaus plexippus). Aby vědci sledovali a porozuměli změnám, našli v housenkách gen WntA a deaktivovali ho dříve, než měli příležitost stát se motýly. Výsledkem bylo, že se barvy prolnuly do sebe, vzory křídel byly nějakým způsobem změněny nebo vzory na křídle prostě zmizely. U monarchů byly jejich černé okraje šedivé.

Martin, který vedl studii WntA, přirovnal to, co viděl on a jeho tým, k aktivitě, kterou mnozí z nás předtím udělali, abychom se naučili naše barvy nebo jak malovat uvnitř čar. "[WntA] pokládá pozadí, které má být vyplněno později. Jako barva podle čísel nebo barva podle čísel. Vytváří obrysy."

Takže bez práce s WntA se zdá, že jiné geny, které se snaží skutečně vyplnit barvy, se méně soustředí na své úkoly. Nejsou jako pětiletý poskok na cukr, který tuto zelenou značku opravdu miluje a je to po celé stránce čmárá, ale snaží se zůstat uvnitř řádků a používat správnou barvu.

Polovina motýlů monarchy, která se nezměnila, a polovina dalšího motýla, který má

Mezitím se vypnula optixfound, jak důležitý byl gen pro zbarvení. Optix byl podezřelý z toho, že hrál roli v barevných vzorcích, ale nebylo to potvrzeno, dokud vědci nepoužili CRISPR k tomu, aby jej jednoduše zastavili v práci.

Když je optix vypnutý, části motýla, pokud ne celé tělo, jsou černé nebo šedé. Výsledky byly přinejmenším překvapivé. "Byl to motýl z nejtěžšího kovu, jaký jsem kdy viděl," vedoucí výzkumný pracovník a docent na katedře ekologie a evoluční biologie Cornella Robert Reedtold the Atlantic.

Proměnit motýla v předního muže pro Black Sabbath však nebyla jediná věc, kterou vypnul optix. V některých případech nedostatek funkční optix vedl k tomu, že křídla vykazovala jasnou a rozhodně ne těžkou kovovou duhovou modrou. Kromě barevného rozdílu vyžaduje iridescence strukturální změnu na samotných stupnicích křídla, což si Reed a jeho tým všimli, když dali křídla pod mikroskop. Podle Reeda se nález zvyšuje "objevující se důkazy prokazující, že [optix] pravděpodobně hrál obrovskou roli v evoluci křídla."

Dělat křídla, co jsou

Dva běžné buckeye motýly

Pokud jste přemýšleli, proč je tento výzkum důležitý, Reedův bod o vývoji křídla je klíčový. Barvy, vzory a dokonce i struktura křídel hrají roli v existenci motýla. A tyto změny se vyvíjely po tisíce let ve prospěch jejich druhů.

"Víme, proč mají motýli krásné barevné vzory. Zpravidla se jedná o sexuální výběr, o nalezení partnera nebo o přizpůsobení se, aby se chránili před dravci," Whitetold nový vědec.

Ale teď si představte, jestli WntA nebo optix nefungovaly tak, jak by měli, nebo pokud se jejich funkce nějak nějak změnily. Reed poskytl příklad Atlantiku. Pamatujete si motýla, který se stal lesklou modrou? To byl obyčejný buckeye motýl, známý pro své postříkání pomerančem a očima. Oranžové pruhy nejenže zčervenaly, ale také části jeho křídel.

"S jedním genem bychom mohli tento malý hnědý motýl proměnit v morpho," Řekl Reed. Díky tomu Reed a jeho tým zjistili, že buckeye má potenciál pro tento duhový vzhled, ale optix ji potlačuje ve prospěch matného povrchu..

Co by tyto změny znamenaly v přírodě? Byly by tyto motýly zranitelnější vůči predátorům, pokud by optix nebo WntA nefungovaly tak dobře, nebo by se pokusily spojit se špatnými druhy? I když se jedná o pesimistické uvažování, Whiteův bod ve výše uvedeném videu ukazuje na optimističtější a vzrušující cestu pro tento výzkum: Dozvědět se více o tom, co může jediný gen pro organismus udělat. Stanovení funkcí těchto genů nám může poskytnout nový pohled na vývoj různých druhů.

CS.AskMeProject