Пеперудата монарх се храни с отровно растение и задържа малки дози от токсина в тялото си. Ако птица ги изяде, тя ги повърва почти веднага: те са отровени.
Ето как пеперудата монарх се защитава от своите хищници.
Поради тази причина, като можете да живеете с смъртоносна отрова, която дори в малки дози може да спре сърцето и да повлияе на нервната система, предизвиква научно любопитство от години.
И е, че неговата почти изключителна храна е растение, наречено асклепия и същов известен като млечни водорасли, чиято отрова се използва от ловците в различни части на Африка за размазване на върховете на стрелите им.
Сега няколко учени от университети в САЩ, Франция и Германия разкриха загадката, както беше обяснено в тяхното изследване, озаглавено „Редактирането на гени проследява еволюцията на резистентност към токсина на пеперудата монарх“ и публикувано в специализираното списание Природата.
Как да живея отровен
Със своите жълти и оранжеви крила мнозина се съгласяват, че това е едно от най-красивите насекоми в природата.
Но цветовете имат друга причина да бъдат. Те са ясни съобщение за хищници: пеперудата е отровена и следователно не е препоръчителна храна.
След години изследвания научната общност предлага отговори на инкогнито как лепидоптор адаптирани да ядат растението токсичен без да умре.
Биолози и генетици откриха еволюционните стъпки, които го предпазиха от токсина. Първото нещо беше да се идентифицират другите видове, които са били устойчиви на него, наречени кардиотоничен гликозид, който в определени дози може сериозно да засегне сърцето.
Монархът се храни почти изключително с млечни водорасли
Еволюционният биолог Ноа Уайтман от Калифорнийския университет в Бъркли и колегите му искаха да установят какво е общото между 21-те насекоми, които се хранят с млечни водорасли.
И те откриха три мутации, които са ключът към тази токсична резистентност.
Не всички се появиха наведнъж. Монархът сподели една от мутациите с друга пеперуда, която не яде въпросното растение. Той има и друга мутация, която присъства само при насекоми, които толерират отровата, но не я натрупват. И третият се появи в близък прародител.
Но това не се случи за една нощ. Когато монархът стана устойчив на токсина, тя започна да се радва на рядко полза в природата: яжте това, което са яли малцина.
„Редактиране“ лети
Използвайки технологията за редактиране на гени Crispr, те започнаха да прилагат тези мутации поотделно към плодови мухи, които не се хранят с млечни водорасли.
Първата мутация показва, че те могат да оцелеят с много малки дози от токсина, втората с по-голямо количество, а след третата, наброена на 122, дори са в състояние да съхраняват токсина в тялото.
Когато обаче са прилагали само 122, насекомите не са оцелели, което показва, че само то има фатални странични ефекти и може да действа само ако е предшествано от друго.
Следователно, в този случай поръчката действително засяга продукта.
Генетикът Питър Андолфато от Колумбийския университет в САЩ стигна до същото заключение и го сподели през август със списанието eLife.
Използвайки друга система за редактиране на гени, те откриха, че редът, в който се прилагат промените, е критичен. В една последователност от мутации те успяват да произведат толерантни на млечни насекоми насекоми, в друга мухите развиват неврологични проблеми.
"Можете да разберете какво се е случило с времето", каза той Наука Хопи Хоекстра, биолог от Харвардския университет, САЩ. "Те възстановяват историята на еволюцията".
За академичния специалист по еволюция това решава научен въпрос, който отдавна се опитва да отговори.