Генетическая причина красных, жёлтых и оранжевых клювов австралийских зябликов

Новое крупное исследование раскрыло генетические механизмы, контролирующие яркую окраску клювов у австралийских зябликов. Работа, опубликованная в Current Biology, показывает, как эволюционировали жёлтый и красный цвета клюва у длиннохвостого зяблика благодаря изменениям в нескольких ключевых генах, управляющих переработкой жёлтых пигментов из пищи.

Исследование, в котором участвовали учёные из восьми институтов пяти стран, возглавляли доктор Дэниел Хупер из Американского музея естественной истории и профессор Саймон Гриффит из Университета Маккуори.

Смешение цветов

Изучались два подвида длиннохвостого зяблика: один с жёлтым клювом из региона Кимберли в Западной Австралии, другой с красным клювом — с Северной территории. В зоне их контакта появляются гибридные особи с оранжевыми клювами.

Красный цвет клюва возникает из-за каротиноидных (жёлтых) пигментов в семенах, которые едят птицы. Ферменты превращают эти жёлтые пигменты в красные, которые откладываются в растущем клюве.

Анализ ДНК более 900 птиц показал, что у зябликов с жёлтым клювом есть генетические вариации, которые препятствуют превращению жёлтых пищевых пигментов в красные. При скрещивании красноклювых и желтоклювых птиц их потомство имеет оранжевый клюв. Изучая оттенки оранжевого у гибридов, учёные смогли идентифицировать гены, контролирующие цвет.

Видеть красный

Обнаружен важный нюанс: каротиноидные пигменты используются птицами не только для окраски, но и для зрения. Они содержатся в масляных каплях сетчатки, помогая фильтровать свет и обеспечивать цветовое зрение.

Оказалось, что желтоклювые зяблики, не производящие красные каротиноиды в клюве, могут вырабатывать их в сетчатке. «Проблема не в отсутствии генов для создания красного цвета, а в том, как эти гены контролируются в разных частях тела», — поясняет профессор Гриффит.

Анализ генома показал, что жёлтый цвет клюва, впервые появившийся около 100 000 лет назад, давал эволюционное преимущество, позволив соответствующим генам распространиться в популяциях красноклювых зябликов. «Естественный отбор благоприятствовал жёлтой окраске по мере смешения популяций», — говорит Гриффит.

Исследование даёт новое понимание эволюции окраски животных и может объяснить сходные цветовые вариации у других видов птиц в мире.