Генетики: бабочки-двойники эволюционируют, различая друг друга по запаху

В лесах Центральной и Южной Америки обитают бабочки, которые научились «узнавать» друг друга по запаху, чтобы находить подходящих партнеров в среде, где десятки видов выглядят абсолютно одинаково. Это открытие стало результатом масштабного генетического исследования, которое не только выявило шесть новых видов, но и объяснило механизм их стремительной эволюции.

Большая международная команда ученых провела генетическое картирование стеклянных бабочек (Ithomiini), переписав их эволюционное древо. Эти насекомые – важный индикатор биоразнообразия, особенно в тропических лесах Амазонии. Однако отслеживать их популяции было крайне сложно: более 400 видов стеклянных бабочек в одном регионе обладают почти идентичной окраской. Это коллективная защита, сигнализирующая птицам об их токсичности. Долгое время оставалось загадкой, как в таких условиях бабочки избегают скрещивания с представителями других, хоть и родственных, видов.

Исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), предоставило ответ. Генетический анализ показал, что даже самые близкородственные виды производят уникальные феромоны. Этот химический «пароль» позволяет им безошибочно идентифицировать особей своего вида для спаривания. Ученые также создали десять эталонных геномов, которые теперь находятся в свободном доступе и помогут экологам по всему миру в мониторинге и сохранении популяций насекомых.

Ключом к быстрой диверсификации видов оказались хромосомные перестройки. В отличие от большинства бабочек, имеющих 31 хромосому, у стеклянных их количество варьируется от 13 до 28. Гены у них в основном те же, но «упакованы» по-разному. Такие различия в наборе хромосом создают репродуктивный барьер: потомство от особей с разным строением хромосом было бы стерильным. Вероятно, именно это и стало причиной развития сложной системы феромонов – надежного способа найти партнера с совместимым геномом.

«Мы находимся в эпицентре кризиса вымирания, и понимание того, как быстро возникают новые виды, имеет решающее значение для их сохранения», – отмечает доктор Джоана Мейер из Института Сенгера. Результаты исследования не только решают загадку, которой более 150 лет, но и открывают новые перспективы. Понимание механизмов быстрой адаптации поможет в прогнозировании реакции видов на изменение климата и может найти применение в сельском хозяйстве и биоинженерии.