Как саранча меняет цвет в разных условиях

Ученые выяснили, как саранча меняет цвет тела для адаптации к разным средам, согласно новому исследованию, опубликованному в eLife.

Результаты, впервые представленные на bioRxiv, раскрывают новый механизм «палитры» у саранчи, при котором комплекс красного пигмента действует как переключатель между зеленой и черной окраской насекомых.

У перелетной саранчи Locusta migratoria одиночные особи, живущие при низкой плотности популяции, обычно имеют зеленый цвет, а более социальные (или «стадные») особи, живущие в крупных роях, приобретают контрастный черно-коричневый окрас.

Исследователи из Института зоологии Китайской академии наук обнаружили, что оба типа саранчи имеют разный уровень белка βCBP, который играет ключевую роль в переходе цвета. По мере взросления стадной саранчи ее черная окраска усиливалась прямо пропорционально уровню βCBP.

Поскольку известно, что βCBP связывается с красным пигментом бета-каротином (β-carotene) и увеличивает его количество в коже, команда изучила эту молекулярную активность. Количество β-carotene у стадной саранчи было почти на треть выше, чем у одиночной, что указывает на прямую связь уровней βCBP и связанного с ним β-carotene со степенью потемнения окраски.

Для дальнейшей проверки одиночную саранчу кормили диетой с β-carotene и помещали в условия скученности. Уровни βCBP у них значительно выросли, и почти половина полностью перешла к черно-коричневой окраске, а у остальных развились обширные черные области, похожие на окраску стадных насекомых. Блокирование белка обратило этот эффект, изменив цвет с черного на зеленый.

«Это говорит о том, что изменение цвета саранчи с зеленого на черный, вызванное белковым комплексом βCBP-β-carotene, является адаптивной реакцией на плотность популяции, — объясняет старший автор Ле Кан. — Оно обеспечивает стадным насекомым предостерегающую окраску, которая позволяет им распознавать сородичей, формировать крупные популяции и предупреждать хищников».

Исследование впервые показало, что черно-коричневый цвет этих насекомых формируется красным пигментом в белковом комплексе.