Что определяет окраску певунов?

Новое исследование сузило область генома, отвечающую за черный цвет горла и мордочки певунов, изучив гибридное потомство от скрещивания двух видов. Гибриды золотистокрылых и синекрылых певунов имеют смешанную окраску родительских видов, что позволило исследователям определить, какие участки генома связаны с какими цветовыми узорами. Исследование, проведенное учеными из Университета Пенсильвании, также показало более сложную природу количества желтого цвета на брюшке и подняло вопросы о классификации таких гибридов.

Результаты опубликованы в журнале The Auk: Ornithological Advances.

«Отчетливый окрас этих в остальном очень похожих птиц озадачивал орнитологов более ста лет, — говорит Марселла Байц, первый автор статьи. — Наша команда ранее сравнила геномы двух видов и выявила 6 различающихся регионов, некоторые из которых могут контролировать цвет. В этой работе мы использовали гибридных птиц, которые комбинируют черты родителей, чтобы определить, какие регионы генома связаны с какими узорами».

Окрас — важный сигнал для певунов, активно используемый в брачном поведении. У синекрылых певунов желтое горло и брюшко, а у золотистокрылых — белое брюшко, черное горловое пятно и «маска» на лице. Гибриды различаются по количеству желтого и наличию черной маски, и эти признаки обычно используются для их классификации.

Ученые оценили гибридов по окрасу оперения и генетическому сходству с родительскими видами. Они обнаружили, что количество желтого (создаваемого пигментами-каротиноидами) у гибридов не связано напрямую с генетическим сходством с видом-родителем. Например, более желтые гибриды не были генетически ближе к синекрылым певунам. Кроме того, количество желтого у гибридов, пойманных повторно в последующие годы, со временем уменьшалось.

«Некоторые исследователи надеялись, что степень желтизны может указывать на то, сколько поколений отделяет гибрид от родительского вида, — говорит Дэвид Тоус, руководитель исследования. — Наши результаты показывают, что все не так просто, и классификация гибридов по количеству желтого может вводить в заблуждение».

Наследование черного горлового пятна и маски оказалось гораздо более прямым. Ранее команда выявила генетический регион, связанный с черной окраской. В текущем исследовании, используя очень редкий тип гибрида, они сузили поиск до области примерно в пять раз меньше.

«Этот редкий гибрид выглядит почти как синекрылый певун с желтым телом, но с черным горловым пятном и маской, как у золотистокрылого, — объясняет Байц. — Сравнив его геном с геномом синекрылых певунов, мы смогли определить гораздо меньший генетический регион, где птицы различаются. Мы считаем, что он и управляет черной окраской».

Этот генетический регион расположен рядом с геном Agouti-signaling protein (ASIP), который, как считается, регулирует выработку пигмента меланина у некоторых птиц. Следующим шагом команда планирует подтвердить, что этот участок генома влияет на экспрессию белка ASIP у певунов и лежит в основе различий в их черных пятнах оперения.

«Мы планируем продолжать изучать эволюцию окраса у 110 видов певунов, которые обладают невероятным разнообразием оперения, — говорит Тоус. — Теперь, когда у нас есть отправная точка — этот суженный генетический регион, — мы не будем действовать вслепую».