Ученые нашли ДНК-переключатель сезонной адаптации у бабочек

Сингапурские ученые обнаружили простой ДНК-«переключатель», который позволяет тропическим бабочкам менять размер «глазков» на крыльях в зависимости от температуры. Это открытие проливает свет на эволюцию чувствительности живых организмов к окружающей среде и может помочь в разработке стратегий по сохранению видов в условиях меняющегося климата.

Многие насекомые обладают удивительной способностью приспосабливаться к окружению, вплоть до смены окраски в зависимости от времени года. Такая сезонная гибкость, называемая пластичностью, помогает им выживать, но ее эволюционное происхождение долгое время оставалось загадкой. Команда под руководством профессора Антонии Монтейро из Национального университета Сингапура сосредоточилась на африканской бабочке Bicyclus anynana. В дождливый сезон у этих бабочек на крыльях появляются более крупные и заметные «глазки», а в сухой – они становятся меньше. Такая смена внешнего вида повышает шансы на выживание в каждом из сезонов, а запускает этот механизм температура, при которой развиваются гусеницы.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Ecology & Evolution, выявило главный управляющий ген под названием Antennapedia, или Antp. Ученые установили, что его активность меняется в зависимости от температуры, при которой содержались бабочки. Экспериментально нарушив работу этого гена, команда подтвердила его ключевую роль – размер «глазков» уменьшился, особенно у насекомых, выросших в более теплых условиях.

Дальнейший анализ привел к еще одному важному открытию – ранее неизвестному участку ДНК, который существует только у бабочек-сатирид. Этот генетический «переключатель» запускает работу гена Antp именно в клетках, формирующих центр «глазков» на крыльях. Отключение этого элемента снизило способность бабочек адаптировать размер рисунка к температуре, доказывая его решающий вклад в эволюцию сезонной гибкости.

«Поразительно, что такой простой генетический механизм может лежать в основе сложной чувствительности к окружающей среде у целой группы насекомых, – отмечает доктор Тянь Шэнь, первый автор статьи. – Эти открытия открывают путь для будущих исследований роли подобных «переключателей» в формировании адаптаций и помогут разработать более эффективные подходы к сохранению дикой природы в условиях меняющегося климата».