Азиатские бабочки демонстрируют разные паттерны мимикрии благодаря генетическому «переключателю»

Новое исследование учёных из Чикагского университета и Городского колледжа Нью-Йорка (CCNY) выявило уникальный генетический «переключатель мимикрии», который определяет, будут ли самцы и самки пальмовых бабочек Elymnias hypermnestra мимикрировать под один и тот же или разные виды бабочек. Результаты показывают, что половой диморфизм неоднократно возникал в разных популяциях этих бабочек, и связали этот признак с геном, ассоциированным с локализацией и регуляцией меланина.

Опубликованные 13 января в журнале Royal Proceedings of the Academy B, эти результаты могут помочь учёным лучше понять генетику, лежащую в основе фенотипических различий между самцами и самками в животном мире.

Elymnias hypermnestra, обитающие в Юго-Восточной Азии, представляют собой идеальную модель для этого исследования из-за их необычных паттернов мимикрии. В одних популяциях бабочки половой мономорфны — самцы и самки похожи друг на друга и мимикрируют под виды рода Euploea с тёмными крыльями и светлыми пятнами. В других популяциях бабочки половой диморфны — самцы мимикрируют под Euploea, а самки — под виды рода Danaus с оранжевыми узорами на крыльях.

В исследовании учёные собрали и секвенировали геномы 48 особей из разных регионов Юго-Восточной Азии. Генетический анализ показал, что половой диморфизм возникал повторно в разных популяциях, а не делил их на две чёткие группы.

Ключевым открытием стал ген WntA, который почти идеально предсказывал, будет ли бабочка мономорфной или диморфной. Этот ген, важный для многих видов бабочек и связанный с регуляцией меланина, оказался «уликой» — он регулирует переход между половым диморфизмом и мономорфизмом.

Исследователи идентифицировали две ключевые пары оснований в области ДНК, которая, по-видимому, регулирует активность WntA. Это позволяет популяциям быстро «переключать» признак в зависимости от местных условий, используя уже существующий генетический инструментарий.

Остаются открытыми вопросы о причинах такого распределения признака и о том, как именно ген WntA регулируется полодиморфным образом. В будущих исследованиях учёные планируют глубже изучить механизмы регуляции цветовых паттернов этим геном.