Как птицы становятся красными
В мире птиц красный цвет имеет особое значение. Многие виды используют красные сигналы для привлечения партнёров или отпугивания соперников, добавляя этот цвет к клювам, перьям или оголённой коже. В целом, для многих птиц, чем краснее, тем лучше. Теперь две независимые исследовательские группы идентифицировали ген, кодирующий фермент, который позволяет некоторым видам птиц преобразовывать жёлтые пигменты из пищи в этот замечательный красный цвет. Их результаты опубликованы 19 мая в журнале Current Biology.
Открытие гена
Исследователи обнаружили ген, кодирующий фермент цитохром P450 (CYP2J19), который позволяет птицам преобразовывать жёлтые диетические пигменты — каротиноиды — в красные пигменты (кетокаротиноиды) и затем откладывать их в перьях. Этот же фермент птицы используют для накопления красных пигментов в одном из типов колбочек сетчатки для улучшения цветового зрения.
Два пути к открытию
- Команда Мигеля Карнейру (Университет Порту, США) сравнила геномы жёлтых и красных канареек, а также красных чижей. Красные канарейки были выведены почти 100 лет назад путём скрещивания жёлтой канарейки с красным чижом. Анализ показал высокую экспрессию гена CYP2J19 в коже и печени красных канареек.
- Команда Ника Манди (Кембриджский университет, Великобритания) сравнила обычных зебровых амадин с красным клювом и мутантных особей с жёлтым клювом. У птиц с жёлтым клювом были обнаружены мутации в кластере родственных генов цитохрома P450, а экспрессия фермента в их клювах была почти не обнаружима.
Неожиданные выводы и будущие исследования
- Ген CYP2J19 присутствует в геномах многих, если не большинства, видов птиц, а не только у тех, у кого есть красные перья.
- Дневные птицы используют этот ген для производства красных пигментов в сетчатке. Однако, чтобы иметь красные перья, птицы должны дополнительно эволюционировать механизм экспрессии этого гена в коже.
- Поскольку ген принадлежит к семейству, играющему важную роль в детоксикации, это открытие может пролить новый свет на дискуссии о «честности» сигналов на основе каротиноидов в половом отборе.
Исследователи планируют изучить механизмы появления красного оперения у большего числа видов, а также продолжить использовать канарейку как модель для изучения генетической основы других признаков.