Бактерии, убивающие самцов, раскрывают секрет изменчивой окраски бабочек

Исследователи выяснили, как бактерии, убивающие самцов, способствуют появлению гибридных форм африканского монарха (Danaus chrysippus) с яркой окраской.

Ключевой механизм:

• Все самки бабочек в регионе Найроби (Кения) заражены бактерией Spiroplasma.
• При спаривании с самцами-иммигрантами из других подвидов бактерия убивает всё мужское потомство.
• Бактерия обеспечивает выживание конкретного гена окраски, который всегда передаётся от матери к дочери.
• Однако этот ген приводит к тому, что дочь внешне похожа на своего отца, а не на мать.

Генетическая головоломка:

• Ген окраски «путешествует» вместе с бактерией, попадая только к дочерям, чтобы избежать гибели в сыновьях.
• Хромосома с этим геном слилась с женской W-хромосомой, образовав нео-W-хромосому.
• Эта новая хромосома быстро распространяется в популяции вместе с бактерией, убивающей самцов.

Сезонные изменения окраски:

Несмотря на одинаковый материнский ген, окраска популяции очень изменчива. Это происходит потому, что гены отцов могут «переопределять» его проявление. Сезонные колебания ветров влияют на то, самцы какого подвида попадают в регион, что приводит к изменению цветовых узоров у самок.

Эволюционный тупик и значение:

• Заражённые гибридные дочери, не способные производить сыновей, являются генетическим тупиком для отцов: их гены окраски существуют лишь одно поколение.
• Это создаёт уникальную ситуацию, когда популяции в Восточной Африке состоят в основном из самок и зависят от иммигрирующих самцов.
• Быстрое возникновение новой хромосомы и короткий жизненный цикл бабочки позволяют изучать, как микроб изменяет эволюцию хозяина, почти в реальном времени.

Исследование, опубликованное в PLOS Biology, проведено университетами Эдинбурга, Эксетера, Кембриджа и Исследовательским центром Мпала в Кении.