Генетический переключатель, сделавший мотыльков чёрными, также окрашивает бабочек

Один и тот же ген, позволяющий тропическим бабочкам мимикрировать под яркий окрас друг друга, также заставил британских мотыльков почернеть в копоти промышленной революции.

Исследователи из Кембриджского и Шеффилдского университетов сообщают в журнале Nature, что быстро эволюционирующий ген cortex играет ключевую роль в определении цвета и узора на крыльях бабочек.

Параллельная статья в том же журнале от учёных Ливерпульского университета показывает, что этот же ген вызвал потемнение берёзовой пяденицы в середине XIX века, когда она эволюционировала для маскировки — побочного эффекта промышленного загрязнения.

Это открытие даёт ключи к пониманию того, как генетика делает эволюцию предсказуемым процессом. По причинам, которые ещё предстоит полностью понять, ген cortex, помогающий регулировать деление клеток, стал главной мишенью естественного отбора, действующего на цвет и узор крыльев.

Ключевые открытия:

• Один и тот же ген cortex контролирует как крипсис (маскировку) у мотыльков, так и яркую предупреждающую окраску у бабочек.
• У берёзовой пяденицы мутация в этом гене в середине 1800-х привела к индустриальному меланизму — появлению тёмной окраски для маскировки на почерневших от копоти деревьях.
• У трёх разных видов тропических бабочек Heliconius тот же ген cortex ответственен за адаптацию их ярких узоров, которые служат предупреждением хищникам о токсичности.
• Ген cortex — не транскрипционный фактор, а регулятор клеточного цикла. Он контролирует, когда клетки делятся и, следовательно, когда на крыле развиваются чешуйки разного цвета.

Значение: Исследование показывает удивительную повторяемость эволюции на генетическом уровне. Несмотря на сотни генов, участвующих в формировании крыла, естественный отбор снова и снова нацеливается на один и тот же ген cortex для создания разнообразных цветовых адаптаций у целой группы насекомых — чешуекрылых (Lepidoptera).