Растения и гусеницы производят одинаковый цианид

Исследователи из Копенгагенского университета под руководством Нильса Бьерга Йенсена обнаружили удивительный пример конвергентной эволюции. В отчёте, опубликованном в Nature Communications, описывается способность растения лядвенец рогатый и гусениц бабочки-пестрянки производить цианид.

Конвергентная эволюция — это процесс, при котором два неродственных вида приобретают одинаковый биологический признак. В данном случае речь идёт о способности и растения, и гусениц синтезировать яд. Хотя ядовитые вещества и процесс их создания идентичны, эта способность развилась у видов независимо, с использованием похожего набора из трёх генов.

Гусеницы пестрянки могут питаться цианидсодержащими листьями лядвенца. Учётые полагали, что именно так гусеницы накапливают и используют цианид. Однако, вырастив этих гусениц на растениях, не производящих цианид, они выяснили, что гусеницы синтезируют его сами.

И гусеница, и растение создают два цианогенных соединения — линамарин и лотаустралин — из одних и тех же аминокислот: валина и изолейцина. Было известно, что лядвенец использует три гена для превращения аминокислот в цианиды. Исследовав кожу гусениц на наличие похожих генов, учёные обнаружили, что гусеница задействует схожую генетическую триаду, хотя ДНК этих генов у растения и насекомого совершенно не похожи друг на друга.

Йенсен также установил, что оба вида производят белки схожей формы, несмотря на разную последовательность генов. Гены гусеницы более близки к генам тутового шелкопряда, в то время как гены лядвенца родственны генам резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana).

Хотя это не первый пример конвергентной эволюции между разными царствами, предыдущие находки показывали, что виды достигали одинакового результата с помощью разных химических реакций. Открытие того, что лядвенец и гусеница создают цианид из аминокислот, используя идентичные химические реакции, является первым в своём роде.