Используя новый метод редактирования генома CRISPR, исследователи вырезали ген, известный как spalt, и получили бабочку без больших круглых отметин, известных как глазные пятна. В другом эксперименте они удалили ген, известный как «менее дистальный», и произвели все больше и больше глазных пятен.
В ходе экспериментов были внесены изменения и в другие части конструкции крыла.Дистальный ген, в частности, проявил себя как универсальный ген, который играет роль в формировании нескольких частей тела.
Его удаление привело не только к появлению дополнительных глазков у бабочки, но и к более коротким ногам и усикам.«Люди подозревали, что эти гены как-то связаны с рисунком крыльев, но никто этого не доказал», — сказал Роберт Рид, доцент кафедры экологии и эволюционной биологии. «Вероятно, нужны десятки или сотни генов, чтобы создать глазное пятно, поэтому было замечательно обнаружить, что только один или два гена необходимы для добавления или вычитания этих сложных паттернов. Это прекрасная демонстрация того, как животные собираются как модули, во многом как модельный комплект ". Рид и постдокторский исследователь Линлин Чжан сообщают о своих результатах в выпуске TK журнала Nature Communications.Узоры крыльев бабочек представляют особый интерес для биологов-эволюционистов, потому что они предоставляют легкодоступную модель того, как естественный отбор выбирает из множества возможных вариантов. «Вариация — это сырье для эволюции», — сказал Рид.
Он добавил, что технология редактирования генома CRISPR предлагает большой потенциал для понимания того, как возникает эта вариация.Конструкции крыльев бабочки могут быть защитой от хищников.
Некоторые бабочки ядовиты для птиц (или, может быть, просто имеют плохой вкус), и птицы могут научиться распознавать рисунки с надписью «Я не люблю есть». Другие бабочки эволюционировали, чтобы имитировать опасные виды. Большие круглые отметины на крыльях некоторых бабочек и моли стали называть «глазными пятнами», потому что распростертые крылья насекомого могут показаться хищнику лицом чего-то большого и опасного.
Дизайн также влияет на выбор партнера.Исследователи работали с бабочками Vanessa cardui, известными как «Нарисованная леди» или «Cosmopolitan», и Junonia coenia, «Buckeye».
Их работа была поддержана грантом Национального научного фонда.