Генетическая основа различий в форме головы и стратегии питания у жуков

Исследовательская группа под руководством доцента Токийского университета Тохo (Toho University) Дзюндзи Конума и профессора Киотского университета Тэйдзи Сота обнаружила генетическую основу морфологической изменчивости у жужелицы Carabus blaptoides, питающейся улитками.

С помощью полногеномного секвенирования и генетического анализа команда идентифицировала ген odd-paired (opa) как ключевой фактор, определяющий форму головы жука. Высокая экспрессия opa приводит к формированию узкой (стройной) головы, а низкая экспрессия — к формированию широкой (коренастой) головы. Этот ген, консервативный для широкого круга видов — включая насекомых, моллюсков и позвоночных, таких как человек, — известен своим влиянием на морфогенез головы и связан с врожденными состояниями у людей.

Открытие, недавно опубликованное в журнале Molecular Biology and Evolution, подчеркивает значительную роль, которую ген opa может играть в морфологическом разнообразии жуков.

Жужелицы, питающиеся наземными улитками, разделились на формы со стройным и коренастым телосложением. Стройный тип может вводить голову в раковины крупных улиток, но плохо справляется с мелкими. Напротив, коренастый тип, обладающий сильными мандибулами, может дробить и поедать улиток, ломая их раковины, однако его короткая и толстая голова менее пригодна для проникновения в раковину. Этот компромисс между "проникновением головы" и "разламыванием раковины" привел к эволюции двух форм у жуков, питающихся улитками, — явление, известное как "дилемма жука".

"Наше исследование показало, что ген opa ответственен за возникновение дилеммы жука", — сказал доцент Конума с кафедры биологии Токийского университета Тохo.