Złamali kod motyli. Wiemy już, skąd się biorą ich niezwykłe kolory
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.
To, w jaki sposób motyle są w stanie generować żywe wzory i kolory na swoich skrzydłach, fascynuje biologów od wieków. Kod genetyczny zawarty w komórkach rozwijających się skrzydeł motyla dyktuje konkretny układ kolorów na łuskach skrzydeł — mikroskopijnych płytkach, które tworzą wzory na skrzydłach — coś na wzór kolorowych pikseli tworzących cyfrowy obraz. Złamanie tego kodu jest podstawą zrozumienia, w jaki sposób nasze własne geny budują naszą anatomię. W laboratorium naukowcy mogą manipulować tym kodem u motyli za pomocą narzędzi do edycji genów i obserwować wpływ na widoczne cechy, takie jak ubarwienie skrzydła.
Przez lata myślano, że białko odpowiada za kolory i wzory na skrzydłach motyli. Jednak przeczy temu badanie, które przeprowadził międzynarodowy zespół naukowców pod wodzą Lucę Livraghiego. Zostało ono opublikowane na łamach Proceedings of the National Academy of Sciences.
Złamano kod genetyczny motyli
Naukowcy sądzili, że proces tworzący czarny pigment nie będzie się różnił i początkowo uwikłali w to gen kodujący białka. Nowe badania jednak malują inny obraz.
Zespół Livraghiego odkrył gen, który produkuje cząsteczkę RNA - nie białko - kontroluje, gdzie powstają ciemne pigmenty podczas metamorfozy motyla. Wykorzystując technikę edycji genomu CRISPR, naukowcy wykazali, że po usunięciu genu, który produkuje cząsteczkę RNA, motyle całkowicie tracą swoje czarne pigmentowane łuski. Pokazuje to wyraźny związek między aktywnością RNA a rozwojem ciemnego pigmentu.
Ta cząsteczka RNA bezpośrednio wpływa na to, gdzie na skrzydłach pojawia się czarny pigment, kształtując wzory kolorów motyla w sposób, którego się nie spodziewaliśmy”
Geny motyli nie zmieniły się od 80 mln lat
Badacze poszli o krok dalej. Naukowcy zbadali nowo odkrytą cząsteczkę RNA u kilku innych motyli, których wspólna historia ewolucyjna rozeszła się około 80 mln lat temu. Odkryli, że u każdego z tych gatunków RNA ewoluowało, aby kontrolować nowe umiejscowienie w wzorach ciemnych pigmentów.
“Ten gen RNA nie jest nowym wynalazkiem, ale kluczowym mechanizmem kontrolującym różnorodność wzorów i ubarwienia skrzydeł wywodzący się od przodków motyli” - powiedział dla Science Daily Riccardo Papa, profesor biologii na Uniwersytecie Portoryko Río Piedras.
Jak stwierdził Joe Hanly, naukowiec podoktorancki i pracownik naukowy w George Washington University, jest to zdecydowanie kluczowy gen dla ewolucji wzorów skrzydeł motyli.
Zadziwiające badania nad motylami
Naukowcy od lat przyglądają się tym zjawiskowym owadom. Jak już informowaliśmy nowe badania wskazują miejsce i czas, gdzie po raz pierwszy na Ziemi pojawiły się motyle. Kolorowe owady miały wyewoluować w czasach dinozaurów. Pierwsze wzbiły się w powietrze 100 mln lat temu w Ameryce Północnej.
Od jakiegoś czasu zaczęto zastanawiać się dlaczego ubywa motyli. Badacze twierdzą, że choć zmiany klimatu i utrata siedlisk są istotnymi czynnikami, nic nie szkodzi motylom tak, jak pestycydy.
