Токсичные фрукты — ключ к репродуктивному успеху
Учёные из Института химической экологии Макса Планка (Йена, Германия) выяснили, почему плодовая мушка Drosophila sechellia адаптирована к токсичным плодам дерева моринды (Morinda citrifolia).
Ключевые открытия
- Самки Drosophila sechellia откладывают яйца только на плоды моринды, которые убивают другие виды дрозофил.
- Эти мушки производят меньше яиц, чем другие виды, но их плодовитость резко возрастает (в 6 раз), если они питаются плодами моринды.
- Репродукция контролируется гормоном дофамином. У D. sechellia обнаружен крайне низкий уровень его предшественника — l-DOPA.
- Плоды моринды содержат большое количество l-DOPA. Добавление этого вещества в рацион мушек значительно увеличивает производство яиц (добавление самого дофамина такого эффекта не даёт).
Генетическая причина
- У Drosophila sechellia обнаружена мутация в гене Catsup.
- Эта мутация подавляет производство яиц, вызывая дефицит l-DOPA.
- Искусственное создание такой же мутации у модельного вида Drosophila melanogaster привело к тем же характеристикам: снижению плодовитости и накоплению фермента, производящего l-DOPA в яйцах.
Двойная польза мутации
Мутация Catsup также обеспечивает Drosophila sechellia устойчивость к токсичным кислотам плодов моринды:
- Мутация делает мушек ововивипарными: самки откладывают уже развитые эмбрионы с защитной кутикулой, которая оберегает потомство от токсичной среды.
- Эмбрионы D. sechellia почти в 3 раза крупнее, чем у других дрозофил, что, вероятно, повышает их выживаемость на моринде за счёт увеличенной буферной ёмкости.
Перспективы исследования
- Drosophila sechellia может стать полезной генетической моделью для изучения метаболизма дофамина, что важно для медицинских исследований, например, болезни Паркинсона, связанной с дефицитом этого нейромедиатора.
- Учёные планируют выяснить, влияет ли дофамин также на сильное и постоянное влечение D. sechellia к запаху моринды, которое не отпугивает их даже при высоких концентрациях.