Matka natura przebudowała DNA motyli. Ewolucyjna niespodzianka
Międzynarodowy zespół naukowców był zaskoczony wynikami badań nad motylami szklanoskrzydłymi występującymi w Ameryce Środkowej i Południowej. Mogą one wyglądać podobnie, ale za ich przezroczystymi skrzydłami kryje się pełna intryg ewolucyjna historia. Zakrojone na szeroką skalę badania genetyczne pozwoliły na odkrycie sześciu nowych gatunków motyli i ujawnienie zaskakująco wysokiego poziomu rearanżacji chromosomów.
Jakiś czas temu informowaliśmy o tym, że naukowcy z George Washington University i University of Cambridge odkryli, co stoi za ubarwieniem motyli. Nie jest to jak wcześniej sądzono białko, a cząsteczka RNA zawarta w DNA. Odpowiada ona za rozmieszczenie czarnego pigmentu. To odkrycie podważa dotychczasowe założenia dotyczące genetyki motyli. W przypadku tych motyli i ich ewolucji istotny jest… zapach.
Wielki międzynarodowy zespół bada motyle z lasu deszczowego
Duży międzynarodowy zespół badaczy dokonał genetycznej mapy motyli szklanoskrzydłych występujących w Ameryce Środkowej i Południowej, zmieniając drzewo ewolucyjne i wyróżniając sześć nowych gatunków. W skład zespołu wchodzą eksperci z Wellcome Sanger Institute, Universidad Regional Amazónica Ikiam w Ekwadorze, Universidade Estadual de Campinas w Brazylii czy University of Cambridge.
Mamy nadzieję, że dzięki temu nowemu, genetycznie uwarunkowanemu drzewu ewolucyjnemu i licznym genomom referencyjnym uda się posunąć naprzód badania nad bioróżnorodnością i ochroną przyrody na całym świecie, a także przyczynić się do ochrony motyli i innych owadów, które są kluczowe dla wielu ekosystemów Ziemi
Przezroczyste motyle z Ameryki Południowej
Zespół badaczy wziął na tapetę Gretę oto, czyli gatunek motyla z rodziny rusałkowatych, który jest znany ze swoich unikalnych przezroczystych skrzydeł. Potocznie nazywany jest Glass Wing Butterfly, czyli motyl szklanoskrzydły. W regionach hiszpańskojęzycznych bywa określany też jako espejitos ("lustereczka") ze względu na przezroczyste skrzydła.
Motyl ten występuje głównie w Ameryce Centralnej i północnych regionach Ameryki Południowej. Widywany jest także w Chile i Panamie. Jego skrzydła wydają się delikatne i kruche, to niech to nikogo nie zwiedzie - motyl ten jest w stanie unieść do 40 razy większy ciężar od swojej masy. Oprócz wyjątkowej fizjologii motyl szklanoskrzydły znany jest z zachowań takich jak długotrwałe migracje i tokowisko wśród samców - duże spotkania, na których rywalizują o partnerkę. W tym celu gromadzą się w zacienionych obszarach lasu deszczowego.
Odkryto 6 nowych gatunków motyla szklanoskrzydłego
Mapując genetycznie te motyle, zespół wskazał, że sześć podgatunków różni się genetycznie bardziej niż wcześniej sądzono. Doprowadziło to do sklasyfikowania ich jako nowych, odrębnych gatunków. Ponadto, zrozumienie gatunku z perspektywy genomicznej pozwala ekspertom na wskazanie różnic, w tym wizualnych, które mogłyby posłużyć do identyfikacji i śledzenia poszczególnych gatunków.
Chociaż większość motyli ma 31 chromosomów, odkryli, że u tych motyli szklanoskrzydłych liczba chromosomów jest bardzo zróżnicowana i waha się od 13 do 28. I choć mają one zasadniczo te same geny, to są one ułożone w chromosomach w różny sposób u każdego gatunku - proces ten znany jest jako rearanżacja chromosomów.
Zobacz również:
I tu powracamy do tokowisk motyli szklanoskrzydłych. Te rearanżacje chromosomowe mają negatywny wpływ na proces godowy. Aby się rozmnażać, motyle muszą produkować jaja i plemniki, ale to zależy od prawidłowego ułożenia chromosomów. Oznacza to, że gdyby dwa motyle z różnymi rearanżacjami chromosomowymi się skrzyżowały, ich potomstwo byłoby bezpłodne, ponieważ nie byłyby w stanie produkować plemników ani komórek jajowych.
Motyle rozpoznają się po zapachu
Zatem skoro wszystkie motyle wyglądają tak samo, to jak rozpoznają się nawzajem? Te pytania postawili sobie badacze i doszli do zaskakującego odkrycia.
Sugerują, że motyle szklanoskrzydłe wyewoluowały nowy mechanizm wykorzystujący feromony do wykrywania potencjalnych partnerów o układzie chromosomów zgodnym z ich własnym. A to pozwala uniknąć bezpłodnego potomstwa i zachować ciągłość populacji.
W trakcie tokowiska samce Greta oto uwalniają feromony, by przyciągnąć potencjalną partnerkę. Motyle dzięki spożywaniu roślin z rodziny Asteraceae wytwarzają alkaloidów pirolizydynowych. Te są następnie przekształcane w feromony.
Jesteśmy w trakcie kryzysu wymierania i zrozumienie, jak ewoluują nowe gatunki, a w niektórych przypadkach ewoluują szybko, jest ważne dla ich ochrony. Te badania nie byłyby możliwe bez globalnej współpracy. Mamy jedną planetę i musimy współpracować, aby ją zrozumieć i chronić
Co to za owad? Poniedziałkowy QUIZ z biologii na rozgrzewkę
