Toksyny chronią tego motyla? Nie przed wszystkimi
Naukowcy odkryli, dlaczego wybrane zwierzęta i owady są odporne na toksyny, które przenoszą w organizmach motyle. Okazuje się, że tajemnica leży w wyjątkowej mutacji genów, które w toku ewolucji wykształciły zwierzęta żywiące się monarchami.
Rośliny z gatunku trojeść, które występują głównie w Ameryce Południowej i Środkowej, w znacznym stopniu wpłynęły na lokalne łańcuchy pokarmowe. Mutacje genetyczne dosięgnęły owady, myszy i ptaki. Wszystko z powodu trujących substancji, które zawierają te rośliny. Zwierzęta musiały dostosować się do ich trawienia lub magazynowania.
Jednym z pierwszych gatunków, które były w stanie żyć, odżywiając się trojeścią, były motyle nazywane monarchami. Z jakiegoś powodu glikozydy nasercowe pobudzające pracę serca nie miały wpływu na tę rodzinę motyli. Toksyny są izolowane w ciałach owadów, pozwalając na ochronę przed drapieżnikami gdy zajdzie taka potrzeba.
Motyl monarcha (danaid wędrowny) to z kolei jeden z przysmaków łuszcza czarnogłowego - małego ptaka, który przylatuje na zimę do Meksyku. Łuszcze wyjątkowo upodobały sobie spożywanie trujących motyli. Naukowcy zachodzili jednak w głowę, dlaczego toksyny zawarte w ciałach owadów nie mają wpływu na te małe, wędrowne ptaki.
Więcej światła na ten fenomen zostało rzucone gdy w zeszłym roku opublikowano genom łuszcza czarnogłowego. Badacze zaczęli w nim szukać mutacji podobnych do tych, które przeszedł motyl monarcha, aby uodpornić się na trojeść. I faktycznie - wkrótce okazało się, że ptak posiada w genach dwie z trzech mutacji, które znaleźć można u motyli.
Mutacje dotyczą genów pochodzących z pompy sodowo-potasowej odpowiadających za transport sodu do komórek i potas z komórek organizmu. Toksyny trojeści mogą zablokować tę gospodarkę i, w przypadku gatunków posiadających serce - takich jak ptaki czy ludzie - doprowadzić do śmierci z powodu jego niewydolności.
Naukowcy wyjaśniają, że zagadka była rozwiązana już od jakiegoś czasu, ale teraz uzyskano potwierdzenie na poziomie genetycznym. Co ciekawe, podobne mechanizmy i mutacje zaobserwowano także wśród innych gatunków, m.in. pasożytniczych pszczół, które żywią się jajami motyli monarchów. Odpowiedni genotyp wykształciły także myszaki - zwierzęta podobne do myszy, których dieta zawiera właśnie wspomniane motyle.
Badacze podejrzewają, że na świecie może być jeszcze co najmniej kilka gatunków, które w toku ewolucji wykształciły podobne mechanizmy pozwalające ochronić się przed toksycznymi motylami. - Przewiduję, że są jeszcze inne pasożyty i drapieżniki, które wykształciły mutacyjną odporność i które wchodzą w interakcję z monarchami. To tylko kwestia czasu aż zostaną odkryte - mówi Simon 'Niels' Groen z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside.
Źródło: Science Alert
