Naukowcom udało się rozwiązać zagadkę koloru

Pytanie, w jaki sposób i dlaczego różnorodność genetyczna powstaje i utrzymuje się przez długie okresy czasu, ma fundamentalne znaczenie w biologii ewolucyjnej, genetyce populacji i biologii ochrony przyrody. We wszystkich populacjach o ograniczonej wielkości z czasem następuje utrata różnorodności genetycznej. Dlatego ważne jest, aby zrozumieć zarówno mechanizmy prowadzące do nowej różnorodności genetycznej, jak i mechanizmy, które działają na rzecz utrzymania różnorodności. Ma to znaczenie zarówno dla ochrony gatunków, jak i przyszłego potencjału ewolucyjnego populacji w zakresie przystosowania się do szybko zmieniających się środowisk.

W nowym badaniu opublikowanym w czasopiśmie Nature Ecology and Evolution zespół badawczy sporządził mapę uderzająco dużej różnorodności ubarwienia samic muchówek błękitnogoniastych (Ischnura elegans).

„U tego gatunku zwierząt u samic występują trzy genetycznie zdeterminowane zmiany ubarwienia, z których jedna sprawia, że ​​wyglądają jak samce. Te przypominające samce samice mają tę przewagę, ponieważ unikają nadmiernego nękania ze strony samców. Nasze badanie wyjaśnia, kiedy i jak.” I dlaczego powstała ta różnica, co pokazuje, że zmienność utrzymywała się przez długie okresy ewolucyjne dzięki tak zwanemu równoważeniu doboru naturalnego” – mówi Erik Svensson, profesor biologii na Uniwersytecie w Lund.

Sekwencjonując DNA trzech odmian ubarwienia błękitnogoniastego i porównując go z dwiema odmianami ubarwienia u jego blisko spokrewnionego tropikalnego krewnego Ischnura senegalensis, badacze byli w stanie udowodnić, że ta genetyczna zmienność ubarwienia samic pojawiła się co najmniej pięć milionów lat temu . ; Poprzez kilka różnych mutacji w określonym regionie genetycznym na trzynastym chromosomie dziewczynki.

„Ogromna różnorodność kolorów u owadów fascynuje ogół społeczeństwa i rodzi pytania dotyczące funkcji sygnałów barwnych i ich ewolucyjnych konsekwencji dla wyboru partnera i konfliktów między płciami” – mówi Erik Svensson.

Po zidentyfikowaniu genu odpowiedzialnego za zmienność ubarwienia samic badacze mogą teraz pójść dalej i zidentyfikować różne genotypy w stadium męskim i larwalnym tych owadów. Samcom brakuje widocznych zmian ubarwienia, ale badacze planują sprawdzić, czy gen koloru wpływa na inne cechy larw i samców, w tym na przeżycie i zachowanie.

„Mamy teraz dobrą bazę wiedzy do badania zmienności ubarwienia w dłuższych ramach ewolucyjnych wśród innych gatunków tego rodzaju, które występują w Europie, Afryce, Azji, Australii oraz Ameryce Północnej i Południowej. Te nowe odkrycia genetyczne pomagają nam zrozumieć jedno i drugie”. Procesy ewolucyjne zachodzące w obrębie gatunku oraz to, co dzieje się w dużych, dłuższych skalach czasowych ewolucji, sięgających dziesiątek milionów lat, u wielu różnych gatunków” – podsumowuje Erik Svensson.