Общие предки летучих мышей были всеядными, согласно восстановлению древних рецепторов сладкого вкуса

Происхождение активного полета и гортанной эхолокации у летучих мышей часто приводят как доказательство того, что предки летучих мышей эволюционировали как насекомоядные. Также существует гипотеза, что ранние летучие мыши были дневными травоядными, а насекомоядность возникла вторично для дополнения рациона белком. Это предполагает, что современные фруктоядные и нектароядные летучие мыши могли сохранить предковые адаптации, а не пройти через специализированные изменения. Прямых доказательств, касающихся рациона предков летучих мышей, не хватает.

Исследование под руководством профессора Хуабиня Чжао (Колледж наук о жизни, Уханьский университет) показывает, что вкус тесно связан с диетой, а сладкий вкус — с потреблением углеводов. Рецептор сладкого вкуса формируется димером белков Tas1r2 и Tas1r3, кодируемых генами Tas1r2 и Tas1r3 соответственно. Ранее было показано, что фруктоядные виды из обоих подотрядов летучих мышей могут ощущать натуральные сахара, тогда как насекомоядные виды — нет.

Чтобы понять раннюю эволюцию летучих мышей, в этом исследовании оценили, могли ли предковые летучие мыши ощущать натуральные сахара. Для этого восстановили и измерили функциональные свойства древних белков шести предковых линий. Рецепторы сладкого вкуса общих предков всех ныне живущих летучих мышей, Yinperochiroptera и Pteropodidae явно реагировали на натуральные сахара.

Функциональные тесты "несовпадающих" рецепторов показали, что белок Tas1r2 ответственен за потерю сладкого вкуса у предка Yangochiroptera, а оба белка, Tas1r2 и Tas1r3, привели к восстановлению сладкого вкуса у одного из видов новосветских фруктоядных летучих мышей.

Два набора восстановленных белковых последовательностей (с помощью аминокислотной и кодоновой моделей) показали одинаковую тенденцию в функциональных тестах. Четкие реакции на искусственный подсластитель (положительный контроль) и схожие уровни экспрессии Tas1r2 и Tas1r3 подтвердили корректную работу гетерологичной системы экспрессии.

Выводы: Получены первые доказательства, что способность ощущать натуральные сахара присутствовала у общего предка всех ныне живущих летучих мышей. Основываясь на соответствии между вкусом и диетой у современных летучих мышей, предполагается, что ранние летучие мыши были всеядными, питаясь смесью фруктов и насекомых. Способность воспринимать сладкое сохранялась на протяжении всей эволюционной истории летучих мышей Старого Света.

Всеядный рацион общего предка летучих мышей ставит под сомнение распространенную точку зрения, что летучие мыши эволюционировали для полета и эхолокации ради охоты на насекомых. Вместо этого возникает возможность, что первые летучие мыши охотились на насекомых и питались фруктами без использования эхолокации.

Экспертная оценка:

• Профессор Цзяньчжи Джордж Чжан (эволюционный генетик, Университет Мичигана): "Это интересное исследование, которое сделало дополнительный шаг в выводе предковых фенотипов из предковых генотипов... Поскольку диета предковых летучих мышей гипотетически связана с эволюцией полета и эхолокации, это исследование стимулирует изучение происхождения летучих мышей и их уникальной биологии".
• Профессор Эмма Тилинг (зоолог, Университетский колледж Дублина): "Особенно интересно наблюдение, что новосветские фруктоядные летучие мыши, возможно, эволюционировали иным способом ощущать натуральные сахара... Это исследование — яркий пример использования функциональной геномики для связи генотипа и фенотипа".

Исследование опубликовано в журнале Science Bulletin.