Редкие бабочки Atala сохранили древний паттерн симметрии крыльев
Новое исследование, опубликованное в журнале Tropical Lepidoptera Research, показывает, что невероятное разнообразие узоров на крыльях бабочек может сводиться к нескольким простым компонентам древнего "рецепта", прошедшего проверку временем.
"Эволюция — это не только изменение. Когда она находит удачные конструкции, они сохраняются, иногда на сотни миллионов лет", — говорит ведущий автор Андрей Сораков, куратор коллекций в Центре Lepidoptera и биоразнообразия Макгуайра при Флоридском музее естественной истории.
Исследование было направлено на проверку теории, впервые предложенной в 1920-х годах, — нимфалидного плана строения (nymphalid groundplan). Согласно этой идеализированной схеме, сложные узоры на крыльях (глазки, шевроны, полосы) организованы вокруг концентрических полос и происходят из одной или нескольких систем симметрии.
"Крылья бабочки — это скорее коллаж, созданный из элементов узора, принадлежащих разным системам симметрии", — поясняет Сораков.
Большинство предыдущих работ подтвердили этот базовый план для семейства Nymphalidae, в котором он и был открыт. Однако нимфалиды и их ближайшие родственники лицениды (Lycaenidae) разошлись 90 миллионов лет назад. У лиценидов было достаточно времени, чтобы развить собственную систему окраски крыльев.
Для проверки гипотезы был выбран вид Atala бабочка (Eumaeus atala) из семейства Lycaenidae. Это одна из немногих ядовитых бабочек в этом семействе, что она демонстрирует вишнёво-красным брюшком и двумя пятнами того же цвета на нижних крыльях.
В исследовании использовался необычный метод: куколок бабочек подвергали воздействию фармацевтического антикоагулянта гепарина. Ранее было обнаружено, что это может изменять узор на крыльях взрослых особей.
"Элементы узора, принадлежащие к одной системе симметрии, должны одинаково реагировать на одно и то же воздействие", — отмечает Сораков.
Результаты показали, что, несмотря на 90 миллионов лет независимой эволюции, крылья Atala бабочки реагируют на гепарин сходным образом с нимфалидами. В зависимости от концентрации гепарина, иризирующие бирюзовые пятна на крыльях либо расширялись, либо сокращались, либо полностью исчезали. Не затронутыми остались только красные пятна, что может указывать на принадлежность к другой системе симметрии, нечувствительной к гепарину.
"Примечательно, что, судя по всему, существует много сходств между узором крыла Atala и нимфалидным планом строения", — заключает Сораков.
Результаты подтверждают, что многие бабочки диверсифицировались, используя один и тот же базовый "инструментарий", унаследованный от предков. Однако генетические основы, управляющие этими изменениями, ещё предстоит детально изучить.
"Будущие исследования будут необходимы, чтобы определить, контролируют ли одни и те же гены полосатые узоры и цвета у Atala и других лиценидов по сравнению с другими семействами бабочек", — говорит автор.