Биологи раскрыли секрет образования причудливого узора на крыльях бабочек

Американские ученые провели исследование и раскрыли эволюционные механизмы, благодаря которым на крыльях бабочек появились узоры. О работе специалистов говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

По мнению биологов, ключевую роль в окраске бабочек играют некодирующие участки их генома, то есть такие, которые не применяются в качестве матрицы для синтеза белка. На протяжении долгих лет эти последовательности считали ненужной частью генома, однако теперь было установлено, что некодирующие, повторяющиеся и прочие типы последовательностей ДНК важны для регуляции работы генов, поддержания структуры генома и быстрых эволюционных изменений.

Без бабочек и пчел

Угрожает ли насекомым вымирание?

Специалисты предположили, что в геномах чешуекрылых существует некий «генеральный план» – универсальный механизм, который определяет их окраску. То есть все разнообразие и пестрота крыльев бабочек созданы единым эволюционным механизмом. В то же время каждый неповторимый орнамент появился благодаря множеству «переключателей», размещенных в некодирующей ДНК.

В своей работе американские биологи исследовали влияние некодирующей ДНК на ген WntA. Они провели эксперименты с 46 из этих некодирующих элементов у пяти видов нимфалидных бабочек. Чтобы данные элементы контролировали гены, закрученные спирали ДНК разматываются. Это говорит о том, что регуляторный элемент взаимодействует с геном, либо активируя его, либо отключая (реже).

С целью определения области генома, в которых происходит это распутывание, ученые использовали технологию ATAC-seq. Они сравнили профили ATAC-seq крыльев пяти видов бабочек, чтобы определить генетические области, участвующие в развитии рисунка крыльев. Оказалось, что большое количество регуляторных областей было общим для разных видов бабочек. Большая часть эволюции происходит из-за мутаций именно в некодирующих областях генома, пришли к выводу биологи.

Напомним, летом на востоке Подмосковья при обследовании памятника природы «Лесопарк в деревне Жуково» специалисты обнаружили редкие виды бабочек.