Простой ДНК-переключатель помогает тропическим бабочкам менять узоры на крыльях в зависимости от сезона

Ученые из Национального университета Сингапура (NUS) обнаружили простой ДНК-"переключатель", который помогает тропическим бабочкам регулировать размер глазчатых пятен на крыльях в ответ на сезонные температуры. Это проливает свет на эволюцию чувствительности к окружающей среде. Результаты могут помочь в будущих усилиях по пониманию и потенциальному усилению адаптации в условиях меняющегося климата.

Эта сезонная гибкость, называемая пластичностью, помогает насекомым выживать, но её эволюционное происхождение оставалось загадкой.

Команда под руководством профессора Антонии Монтейру из Департамента биологических наук NUS определила участок ДНК, который помогает некоторым бабочкам переключать узоры крыльев между сухим и влажным сезонами.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Ecology & Evolution 24 октября 2025 года.

Профессор Монтейру пояснила, что многие тропические бабочки, такие как изучаемый вид Bicyclus anynana, выглядят совершенно по-разному в зависимости от сезона. Во влажный сезон у них развиваются более крупные глазчатые пятна на крыльях, а в сухой сезон эти пятна меньше. Эти сезонные изменения повышают выживаемость в каждой среде.

Ранее было показано, что температура, при которой выращиваются гусеницы, запускает это изменение размера, и что выраженная температурная реакция уникальна для группы сатирид (satyrid). Эти бабочки характеризуются преимущественно коричневыми крыльями с характерными глазчатыми пятнами.

В новом исследовании команда определила главный ген-регулятор Antennapedia (Antp), который контролирует развитие глазчатых пятен у сатирид. Они обнаружили, что активность этого гена меняется в зависимости от температуры, при которой выращивались бабочки. Нарушение активности этого гена у двух разных видов сатирид уменьшало размер глазчатых пятен, особенно когда насекомых выращивали при более высоких температурах, что подтвердило роль Antp в сезонном изменении размера.

Исследователи также обнаружили ранее неизвестный ДНК-переключатель ("промотор"), который существует только у сатирид. Этот переключатель активирует ген Antp именно в центральных клетках глазчатых пятен. Его отключение снизило способность бабочек регулировать размер пятен в зависимости от температуры, показав, что этот генетический элемент способствовал эволюции их сезонной гибкости.

Доктор Тянь Шэнь, ведущий автор статьи, отметил: "Поразительно, что простой генетический переключатель может лежать в основе сложной чувствительности к окружающей среде у широкой группы насекомых. Эти открытия открывают двери для будущих исследований роли таких переключателей в формировании адаптаций и для получения информации, которая может помочь в сохранении видов в условиях меняющегося климата".