Учёные открыли генетический механизм определения пола у бабочек
Исследователи из Биологического центра Чешской академии наук в сотрудничестве с Ливерпульским университетом обнаружили генетический механизм, определяющий, станет ли особь бабочки Bicyclus anynana самцом или самкой.
Они также выяснили, что если спариваются особи с одинаковым вариантом гена, определяющего пол, эмбрионы не выживают. Это может иметь критические последствия для небольших популяций бабочек с низким генетическим разнообразием, где происходит скрещивание между родственными особями.
Впервые этот механизм описан у бабочек, и, что удивительно, он напоминает аналогичный механизм у медоносных пчёл. Открытие опубликовано в журнале Science Advances.
Как работает механизм
Пол этой бабочки регулируется разными комбинациями вариантов гена под названием Masculinizer:
- Один вариант гена приводит к развитию самки.
- Два разных варианта гена приводят к развитию самца.
Эмбрионы гибнут, если комбинируются два идентичных варианта гена Masculinizer. В природных популяциях это случается редко, так как учёные обнаружили огромное количество разных вариантов гена. Однако вероятность встречи двух одинаковых вариантов резко возрастает в сокращающихся популяциях с низким генетическим разнообразием из-за инбридинга.
Значение открытия
Многие виды бабочек находятся в сильном упадке. Если у других видов окажется такой же механизм, как у Bicyclus anynana, это может иметь серьёзные последствия для находящихся под угрозой исчезновения видов.
Этот механизм определения пола — первый, обнаруженный у бабочек. Он неожиданно больше похож на механизм у медоносных пчёл (относящихся к другой группе насекомых), чем у тутового шелкопряда (принадлежащего к тому же отряду, что и бабочки). Это яркий пример конвергентной эволюции, когда один и тот же механизм развился независимо у Bicyclus anynana и медоносных пчёл.
Контекст: разнообразие механизмов определения пола
Развитие двух разных полов — один из важнейших биологических признаков, но генетические механизмы остаются неизвестными для большинства видов из-за их чрезвычайного разнообразия.
У чешуекрылых (бабочек и мотыльков) вместо X и Y хромосом — W и Z половые хромосомы. Обычно самки имеют WZ-хромосомы, а самцы — ZZ. У некоторых видов пол определяется W-хромосомой, но есть и виды, у которых самки не имеют W-хромосомы.
«У этих видов существуют другие, ещё неизвестные механизмы определения пола. Механизм, который мы обнаружили у Bicyclus anynana, сильно отличается от W-хромосомного механизма, открытого ранее у тутового шелкопряда Bombyx mori», — говорят исследователи.