Учёные выявили ген, ответственный за мимикрию под лист у бабочек

Верхняя сторона крыльев бабочки Kallima ярко окрашена в полосы глубокого синего, чёрного и оранжевого цветов. Однако нижняя сторона крыльев, видимая в полёте, имеет тусклые коричневые оттенки и идеально имитирует сухой лист, обеспечивая бабочке маскировку от хищников. В исследовании, опубликованном 1 августа в журнале Cell, учёные определили ген, ответственный за эту мимикрию, и обсудили значение открытия для понимания эволюции.

«Крылья бабочек имеют относительно простую структуру, но она отвечает за очень сложные функции: локомоцию, терморегуляцию, выбор партнёра и избегание хищников, — говорит Вэй Чжан, исследователь из Пекинского университета. — Именно поэтому крылья — идеальная система для изучения множества эволюционных вопросов».

Чтобы понять генетику и эволюцию исключительной способности к маскировке у бабочек-листовидок, команда собрала образцы Kallima из 36 различных родов по всей Азии. Учёные секвенировали геномы и выделили один ген — cortex, — который, по-видимому, отвечает за вариации в узорах, имитирующих лист.

Эволюционное давление на этот ген привело к интересным морфологическим изменениям в популяциях бабочек.

«Этот полиморфизм крыльев сохраняется у многих видов Kallima, но у разных видов могут быть разные частоты фенотипов, — объясняет Чжан. — Мы считаем, что это связано с распространением конкретных растений в определённых местообитаниях, поэтому бабочки получают больше защитных преимуществ, имея разные частоты фенотипов крыльев».

Команда сосредоточилась на восточных Гималаях как на центре разнообразия бабочек Kallima. Обнаружив там значительную вариативность, учёные смогли изучить эволюцию в меньшем масштабе, чем обычно.

«Мы обычно фокусируемся на биоразнообразии на макроэволюционном уровне, — говорит Чжан. — Но у нас редко есть случаи, которые детально иллюстрируют, как видовое и генетическое разнообразие возникло в таком "горячем пятне" биоразнообразия».

В будущем команда планирует продолжить изучение того, как окраска и узоры крыльев варьируют в разных регионах в зависимости от растительности.

«Мы хотим понять, как эти гены обеспечивают и породили такое красивое разнообразие узоров на крыльях», — говорит Чжан.