• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Naukowcy odkryli tajemnicę mimikry

    09.09.2011. 16:37
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Zespół europejskich naukowców odkrył, jak motyle potrafią zmienić wzór na skrzydłach, aby upodobnić się do sąsiadujących gatunków i uchronić się przed atakami ptaków. Badania, których wyniki opublikowano w czasopiśmie Nature, rozwiązują zagadkę, która intrygowała naukowców od tak wielu lat, łącznie z Darwinem. Odkrycia ujawniają, jak zmiany genomiczne potrafią odgrywać rolę we współistnieniu fenotypów adaptacyjnych, obejmujących rozmaite współpracujące ze sobą geny, poprzez ograniczanie rekombinacji i przepływu genów.

    Niektórzy z czołowych, światowych myślicieli ewolucyjnych snują teorię na temat tego, jak motyle, które nie są przysmakiem dla ptaków, wykształciły te same wzorce ubarwienia odstraszającego. Naukowcy z Muséum national d'Histoire naturelle w Paryżu (Centre National de la Recherche Scientifique, CNRS) we Francji i Uniwersytetu Exeter w Wlk. Brytanii pogłębiają naszą wiedzę na temat fortelu wykorzystywanego przez motyle do oszukiwania ptaków. Nazywany mimikrą müllerowską jest naturalnym zjawiskiem zachodzącym wtedy, kiedy dwa gatunki lub ich większa liczba, mające wspólnych drapieżników, imitują swoje sygnały odstraszające.

    Na podstawie przeprowadzonych na jednym stanowisku w lesie deszczowym badań gatunku amazońskiego Heliconius numata, który upodabnia się do wielu innych gatunków motyli, zespół twierdzi, że populacja tego gatunku ma charakterystyczne wzory kolorystyczne na skrzydłach przypominające wzory innych motyli, takich jak te z rodzaju Melinaea, których ptaki nie chcą jeść. Ten sprytny fortel chroni motyle przed drapieżnikami.

    Zespół zidentyfikował i przeprowadził sekwencjonowanie regionu chromosomalnego odpowiedzialnego za wzory na skrzydłach H. numata. Wzór na skrzydle motyla kontrolowany jest przez pojedynczy region jednego z chromosomów. Chromosom ten zawiera geny regulujące różne elementy wzoru.

    Klastrowanie, które eksperci nazywają "supergenem", umożliwia kombinacje genetyczne, które "sprzyjają" utrzymywaniu podobieństwa mimetycznego. Niemniej zapewnia również, że kombinacje generujące wzory inne niż mimetyczne nie pojawiają się. Supergeny mają kluczowe znaczenie dla rozwoju i utrzymania rozmaitych cech występujących w świecie przyrody, w tym kolorów i wzorów na organizmach morskich oraz kształtów kwiatów.

    W toku prowadzonych badań naukowcy odkryli, że u tego gatunku współistnieją trzy wersje tego samego chromosomu, a każda z nich kontroluje odrębne formy wzoru na skrzydłach. A zatem motyle mogą wyglądać całkowicie odmiennie i dzielić ten sam kwas dezoksyrybonukleinowy (DNA).

    "To odkrycie wprawiło nas w osłupienie" - mówi naczelny autor dr Mathieu Joron z Muséum national d'Histoire naturelle. "Te motyle to Transformersy świata owadów. Z tą różnicą, że zamiast przemieniać się z samochodu w robota za przyciśnięciem guzika, jeden przełącznik genetyczny umożliwia tym owadom przybieranie różnych form mimetycznych - to wprost niewiarygodne i zakrawa na science fiction. Teraz zaczynamy rozumieć, jak ten przełącznik może mieć tak wszechogarniający wpływ."

    Wypowiadając się na temat odkryć profesor Richard ffrench-Constant z Uniwersytetu Exeter stwierdził: "Naukowcy głowili się nad tym zjawiskiem od wieków, nie wyłączając samego Darwina. Co więcej, owe pierwsze obserwacje mimikry pomogły w wypracowaniu teorii naturalnego doboru. Teraz, kiedy dysponujemy odpowiednimi narzędziami, jesteśmy w stanie zrozumieć przyczynę tej zdumiewającej transformacji: zmieniając zaledwie jeden gen motyl jest w stanie oszukać swoich drapieżników, upodobniając się do szeregu różnych motyli o niedobrym smaku."

    Jeżeli chodzi o region supergenu, profesor ffrench-Constant podkreśla, że to "gen, który rzeczywiście ma ewolucyjnego kopa".

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Motyle dzienne, buławkorożne (Rhopalocera) − grupa motyli (w Europie Środkowej koło 270 gatunków), jest grupą sztuczną. Wyróżniają się kolorowymi skrzydłami o dużej powierzchni, buławkowato zakończonymi czułkami, smukłą budową ciała, a przede wszystkim porą aktywności. Latają od wschodu do zachodu słońca. Z poczwarki wylegają się rankiem. Większość motyli dziennych ma wyraźnie zaokrąglone skrzydła umożliwiające błyskawiczne zwroty i zrywy, a więc uchylanie się od ptasich ataków. Specyficzny chwiejny lot. Skrzydła motyli dziennych mają na ogół dużą powierzchnię w stosunku do rozmiarów ciała. Johann Friedrich Theodor Müller, Fritz Müller (ur. 31 marca 1821 w Widischholzhausen (przedmieście Erfurtu) - zm. 21 maja 1897 w Blumenau, Brazylia) - niemiecki zoolog, jeden z pierwszych darwinistów. Jego prace cenił sam Darwin twierdząc, że niektóre kwestie opracował dokładniej niż on. Müller opublikował liczne prace na temat embriologii, morfologii, systematyki i ewolucji motyli i innych owadów. Dowiódł, że wzajemne upodobnienie osobników różnych gatunków motyli żyjących na tym samym obszarze może mieć charakter adaptatywny, a naśladowanie jednego wzorca jest korzystne dla wszystkich gatunków. Dowiódł tego matematycznie - jest to jeden z pierwszych przykładów zastosowania matematyki w biologii. Barczatka puchowica (Eriogaster lanestris) – owad z rzędu motyli. Skrzydła o rozpiętości 32-42 mm, brunatne. Na przednich skrzydłach obwiedziona białymi liniami przepaska.

    Niesobkowate (Hepialidae) – rodzina motyli obejmująca około 300 gatunków. Występują na wszystkich kontynentach. Najwięcej gatunków można spotkać w Australii. Przednie skrzydła niesobkowatych częściowo przykrywają tylne, dzięki czemu są one złączone podczas lotu. Kibitnikowate (Gracillariidae) – rodzina niewielkich motyli nocnych obejmująca około 1000 gatunków zaliczanych do grupy motyli minujących, czyli żerujących we wnętrzu liści. Żerujące gąsienice tworzą na liściach tak zwane miny, najczęściej komorowe. Wygląd min jest ważną cechą pomagającą w identyfikacji gatunku. Rozpiętość skrzydeł kibitnikowatych mieści się w przedziale 6–20 mm.

    Zwójkowate, zwójki (Tortricidae) – rodzina małych motyli aktywnych o zmierzchu i w nocy. Ich nazwa wzięła się od tego, że gąsienice wielu gatunków (choć nie wszystkie) zwijają za pomocą przędzy liście roślin, na których żerują. Zwójkowate to drobne motyle o rozpiętości skrzydeł do ok. 25 mm. Szlaczkoń siarecznik (Colias hyale) - owad z rzędu motyli. Skrzydła o rozpiętości ok. 40-44 mm, u samca żółte, u samicy białe. Na przednim skrzydle czarna plamka na żyłce poprzecznej i plama wierzchołkowa, czarna obwódka w dolnej części tylnego skrzydła. Na tylnym skrzydle pomarańczowa plamka w kształcie dysku.

    Barczatka malinówka (Macrothylacia rubi) – owad z rzędu motyli. Skrzydła o rozpiętości 35-52 mm, brunatne u samca, szaro-brunatne u samicy. Na przednich skrzydłach obwiedziona białymi liniami przepaska. Mieniak strużnik (Apatura ilia) - owad z rzędu motyli. Skrzydła o rozpiętości 60-70 mm. Skrzydła samca są z wierzchu czarno-brunatne, z liliowym połyskiem, samicy szaro-brunatne, bez połysku. Na wierzchu przednich skrzydeł czarna plamka (z pomarańczową obwódką), na tylnych skrzydłach biała przepaska. Występują także motyle, u których białe elementy rysunku zostały zastąpione żółtymi (A. ilia f. clytie Den. & Schiff) oraz o skrzydłach pozbawionych rysunku (A. ilia ab. iliades Mitis). Forma żółto ozdobiona jest do złudzenia podobna do innego gatunku mieniaka, tj. mieniaka metis (Apatura metis).

    Garbatkowate (Notodontidae) - rodzina motyli, należąca do motyli nocnych, obejmująca 2,5-3,5 tys. gatunków, głównie tropikalnych. W Polsce występuje ponad 30.

    Omacnicowate (Pyralidae) – rodzina motyli obejmująca ponad 10 tysięcy gatunków niewielkich motyli nocnych, czyli ciem o dość długich skrzydłach: przednich trójkątnych, tylnych zaokrąglonych.

    Sówkowate, sówki (Noctuidae) – rodzina motyli o krępej budowie ciała i szarawym ubarwieniu. Większość sówkowatych lata nocą, przylatują do światła. Należą do nich takie motyle jak sówka (Hadena basilinea), wstęgówki o przednich skrzydłach szarych i tylnych z czerwonymi lub niebieskimi pasami i inne. Krajowe gatunki reprezentują następujące podrodziny: Barczatka dębolistna, namiotówka dębolistna (Gastropacha quercifolia) - owad z rzędu motyli. Skrzydła o rozpiętości 56-90 mm, ciemnobrunatne. Na skrzydłach przepaski mające formę ciemnych, krótkich kresek tworzących zębate linie.

    Dodano: 09.09.2011. 16:37  


    Najnowsze