Ewolucja powtarza te same triki. Mają je motyle i dzienna ćma
Nowe badanie opisane w "PLOS Biology” pokazuje, że różne gatunki od milionów lat korzystają z tych samych genów, by osiągać podobne cechy. Naukowcy mówią o zaskakującej przewidywalności ewolucji.
Najważniejsze informacje
- Międzynarodowy zespół opisał w "PLOS Biology" genetyczne podstawy mimikry u motyli i ćmy z Ameryki Południowej.
- Kluczowe okazały się te same geny: ivory i optix, aktywowane przez podobne "przełączniki" w DNA.
- Badacze wskazują na przewidywalność ewolucji utrzymującą się co najmniej od 120 mln lat.
W centrum analizy znalazły się dzienne i nocne gatunki motyli oraz dzienna ćma żyjące w południowoamerykańskich lasach deszczowych. Choć są odlegle spokrewnione, wykształciły niemal identyczne, ostrzegawcze wzory na skrzydłach – efekt zjawiska znanego jako mimikra (polega na upodobnianiu się jednego organizmu do innych). Jak podaje PAP, wyniki opublikowane w "PLOS Biology" wskazują, że wspólny efekt wizualny osiągnięto, uruchamiając te same mechanizmy genetyczne.
Kluczowym odkryciem było powtarzające się wykorzystanie dwóch genów: ivory i optix. Badacze podkreślają, że różnice między liniami nie powstawały w samych genach, lecz w regulatorach – genetycznych "przełącznikach", które decydują, kiedy i gdzie dany gen działa. Dzięki temu odległe gatunki mogły niezależnie dochodzić do podobnych wzorów barwnych, co sugeruje, że ewolucja często sięga po sprawdzone rozwiązania.
Wielka zmianaw Orientarium. Chodzi o hitową atrakcję
Zespół opisał także rzadziej obserwowany mechanizm inwersji – odwrócenia dużego fragmentu DNA – który wykryto u jednej z dziennych ciem oraz u jednego z badanych motyli. Ten wariant strukturalny genomu mógł stabilizować zestawy cech sprzyjających mimikrze. Zdaniem autorów to dowód, że nie tylko pojedyncze mutacje, ale i większe zmiany architektury DNA wspierają utrwalanie podobnych fenotypów.
Motyle i ćmy "uczą" drapieżniki
Badanie objęło siedem linii ewolucyjnych motyli oraz dzienną ćmę. Naukowcy pokazują, że zbieżne wzory są efektem presji selekcyjnej związanej z unikaniem ataków ptaków. Gatunki te są toksyczne i niesmaczne, dlatego opłaca im się wyglądać podobnie – drapieżnik, który raz skojarzy dany wzór z nieprzyjemnym doświadczeniem, będzie unikał wszystkich podobnych ofiar.
Naukowcy podkreślają, że dzięki silnie zachowanej bazie genetycznej wykształcenie podobnych wzorów było "dość łatwe" i – co kluczowe – powtarzalne w skali co najmniej 120 mln lat. Według prof. Kanchona Dasmahapatry z University of York "konwergentna ewolucja [...] jest powszechna w całym świecie organizmów żywych. Rzadko jednak mamy okazję badać genetyczne podstawy tego zjawiska". Jak dodaje, pokazane przypadki sugerują zaskakującą przewidywalność działania doboru naturalnego.
Co oznacza to dla zrozumienia zmian środowiska?
Autorzy pracy wskazują, że jeśli natura wielokrotnie wykorzystuje te same geny i regulatory, to nie każda ścieżka adaptacji jest przypadkowa. To ważna wskazówka dla przewidywania, jak gatunki mogą dostosowywać się do środowiska, w tym do zmiany klimatu.
Pokazujemy, że te barwy ostrzegawcze są szczególnie skuteczne, ponieważ, jak się wydaje, wykształcenie takich samych wzorów jest dość łatwe dzięki silnie zachowanej podstawie genetycznej, utrzymującej się od ponad 120 mln lat – podsumowuje współautorka pracy, prof. Joana Meier z Wellcome Sanger Institute.
Wnioski z publikacji w „PLOS Biology” wspierają tezę, że ewolucja dysponuje ograniczonym, ale efektywnym zestawem narzędzi, po które sięga w podobnych warunkach selekcyjnych. Ustalenia te – jak relacjonuje PAP – otwierają drogę do bardziej precyzyjnych prognoz dotyczących tempa i kierunku przyszłych adaptacji w świecie zwierząt.
