Невидимый секрет некоторых бабочек: как обоняние помогает им эволюционировать
Редакционная статья «Окружающая среда и наука», 28 июля (EFEverde). – Согласно новому исследованию, некоторые бабочки способны улавливать запах других бабочек того же вида, что позволяет им распознавать друг друга в областях, где несколько видов выглядят одинаково. Это позволяет им предполагать, что этот механизм способствует спариванию.
Эксперты из Института Уэллкома Сэнгера в Великобритании, Регионального университета Амазонки (Икиам) в Эквадоре и Государственного университета Кампинаса (Бразилия), а также других учреждений, составили генетическую карту стеклянных бабочек Центральной и Южной Америки, переписав их эволюционное древо и выделив шесть новых видов.
Эти насекомые, которые вырабатывают особые феромоны для идентификации друг друга, также являются хорошими индикаторами биоразнообразия в таких регионах, как тропические леса Амазонки, одни из самых богатых на планете.
Похожий снаружи, но очень разный внутриСуществует более 400 видов стеклянных бабочек, многие из которых выглядят невероятно похожими. Это связано с общей отпугивающей окраской, которая помогает им избегать нападения птиц, поскольку визуально они ассоциируются с ядовитыми видами.
Эти бабочки также быстро эволюционируют, в ходе явления, называемого адаптивной радиацией, при котором множество новых видов быстро возникает от общего предка. В результате их часто трудно различить визуально.
Чтобы прояснить их эволюционные связи, международная группа секвенировала геномы почти всех видов, относящихся к двум особенно быстрым радиациям. Десять из этих референтных геномов доступны в открытом доступе.
Новые виды и причина их быстрой эволюцииАнализируя эти данные, исследователи обнаружили, что шесть подвидов оказались более генетически различными, чем считалось ранее, поэтому их реклассифицировали как независимые виды.
Результаты исследования, опубликованные в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), также исследуют причины высокого разнообразия этих бабочек. Одним из ключевых факторов является вариабельность числа хромосом, которое варьируется от 13 до 28, в отличие от типичных 31 у других бабочек.
Хотя у исследованных видов большинство генов совпадают, они по-разному организованы в хромосомах. Это явление известно как хромосомная перестройка. Эта изменчивость может напрямую влиять на фертильность потомства.
Феромоны, предотвращающие бесплодие потомстваЕсли две бабочки с перестроенными хромосомами попытаются спариться, они могут произвести бесплодное потомство, неспособное производить сперму или яйцеклетки. Поэтому у этих насекомых развились обонятельные механизмы, основанные на феромонах, для обнаружения партнёров с совместимым хромосомным профилем.
Ученые полагают, что эти генетические перестройки способствуют появлению новых видов, поскольку каждая группа может быстро адаптироваться к разным условиям окружающей среды, высоте над уровнем моря или растениям-хозяевам.
На данный момент причина высокой частоты хромосомных перестроек остается неизвестной, но это открытое направление исследований.
Инструмент для сохранения биоразнообразияЕва ван дер Хейден из Института Уэллкома Сэнгера и Кембриджского университета отмечает, что стеклянные бабочки — невероятно приспосабливающиеся насекомые, которые вот уже 150 лет представляют ценность для экологических исследований.
До сих пор не существовало подробных генетических ресурсов, позволяющих точно их дифференцировать. Благодаря новому эволюционному древу и референтным геномам команда надеется способствовать глобальной охране бабочек и других насекомых, важных для экосистем.
«Мы надеемся, что эта работа поможет нам лучше понять биоразнообразие и защитить виды, имеющие решающее значение для жизни на Земле», — заключает Ван дер Хейден.
Фото: Изображение бабочки предоставлено исключительно в качестве иллюстрации.
efeverde
