Похожие статьи
Жуки-ювелиры — поразительные насекомые, легко узнаваемые благодаря яркой окраске и металлическому блеску. У них большие, хорошо развитые глаза, и они используют свое зрение и цвета для различных видов деятельности, включая поиск товарищей и растений-хозяев.
Цветовое зрение насекомых отличается от нашего. Специальные гены позволяют многим видам насекомых видеть ультрафиолетовый (УФ) свет, а также синий и зеленый свет. В новом исследовании Камиллы Шарки, аспирантки лаборатории Уордилла в Колледже биологических наук, рассматривается сложная эволюционная история зрения у жуков-самоцветов. В исследовательскую группу входили Хорхе Бланко, который ранее работал в лаборатории Уордилла, а сейчас работает в Университете Мэриленда, Натан Лорд из Университета штата Луизиана и Тревор Уордилл, доцент CBS.
Новое исследование было опубликовано в журнале Molecular Biology and Evolution.
Предыдущее исследование Шарки показало, что до эволюции современных жуков их предки потеряли способность видеть синий свет около 300 миллионов лет назад. Это могло быть результатом того, что предок жуков стал ночным или жил в условиях недостаточной освещенности. Позже, по мере диверсификации жуков, у них появились дублирующие гены, которые позволили им видеть ультрафиолетовый и зеленый спектр. Эти дублирующие гены могли эволюционировать дальше, делая видимыми новые части цветового спектра и позволяя им видеть более сложные и разнообразные цветовые сигналы.
Ученые хотели выяснить, эволюционировали ли дублирующие гены и позволили ли жукам видеть цвета, которые не видели их предки. Поскольку разноцветных жуков трудно содержать в лаборатории, они скопировали гены и вставили их в плодовых мушек, заменив ими обычные зрительные гены. С помощью электрофизиологии проверили цветовую чувствительность каждого гена, созданного в плодовых мушках. Затем, используя 3D-моделирование белков, искали генетические изменения, которые могут лежать в основе изменений цветовой чувствительности. Исследование показало, что:
— Плодовые мушки, дублируя и эволюционируя свои гены для восприятия ультрафиолетового и зеленого цветов, развили дополнительную чувствительность к синему и оранжевому.
— Это привело к сложной тетрахроматической цветовой чувствительности к ультрафиолетовым, синим, зеленым и оранжевым длинам волн света, подобно цветовой чувствительности разноцветных птиц.
— Было обнаружено, что новые генетические изменения, связанные с распознаванием цвета, не привели к изменению чувствительности, как и предсказывалось, когда гены зрения были изменены и повторно протестированы.
Все изученные на сегодняшний день виды жуков-самоцветов имеют четыре различных типа генов, которые были выделены в ходе исследования, что указывает на то, что все жуки, вероятно, имеют сложную цветовую чувствительность.
«Следующий шаг — определить, можно ли предсказать определенные типы цветового зрения на основе генов и как насекомые используют цветовое зрение, чтобы лучше контролировать насекомых-вредителей и насекомых-опылителей, тем самым повышая урожайность», — рассказывают ученые.
Исследователи также надеются понять молекулярную основу цветовой чувствительности у насекомых, что даст основу для предсказания цветовой чувствительности насекомых на основе секвенирования генов.
Эксклюзивный перевод
Фото: Натан Лорд, Университет штата Луизиана
О светлом будущем заботятся политики, о светлом прошлом – историки, о светлом настоящем – журналисты.
