Как организмы научились есть токсичных бабочек?

Эволюция — наше главное преимущество перед другими организмами. Именно она позволила нам эффективно защищаться от напастей внешнего мира, объединяясь и создавая орудия труда. А ещё у нас есть уникальный мозг, который позволил нам создать всё то, что нас окружает.

Но эволюция — не что-то уникальное. Другие организмы тоже ей подвержены: например, бабочки-монархи были одними из первых насекомых с особым генетическим изменением, позволяющим питаться токсичными сердечными гликозидами, производимыми молочайными. Токсины откладываются в определенных частях тела бабочки, обеспечивая защиту от хищников.

Черноголовый кардинал (Pheucticus melanocephalus) — один из таких хищников. Зимой он мигрирует в Мексику, где лакомится... бабочками-монархами? Ученые давно подозревали, что в этой птице есть что-то уникальное, что позволяет ей есть столь ядовитых насекомых и не умирать — и вот теперь выяснилось, что у этого животного развились те же защитные механизмы, что и у его пищи.

Когда в прошлом году был опубликован геном черноголового кардинала, исследователи начали искать те же мутации, которые наблюдались у бабочек-монархов. В итоге им удалось найти у этого хищника две из трех генетических причуд, обнаруженных в генах бабочки:

Это решает загадку 40-летней давности, когда биология уже была довольно хорошо проработана, но мы просто не могли спуститься на самый низкий уровень организации, геном, чтобы понять, как кардиналы делают это, — эволюционный биолог Ной Уайтман из Калифорнийского университета в Беркли.

Еще более поразительным является тот факт, что исследователи смогли обнаружить эти геномные мутации на нескольких уровнях пищевой цепи. Например, паразитическая оса, которая питается яйцами монархов, также имеет две мутации в той же части гена, что и бабочки. Оленьи мыши имеют все три мутации, как и нематода, которая живет в почве вокруг растений молочая:

Тот факт, что все четыре вида этих животных находятся в дальнем родстве, говорит о том, что эта борьба имеет глубокие эволюционные корни. Токсины растений, другими словами, могли вызвать эффект домино — мутации на нескольких уровнях пищевой сети.

Авторы не могут быть уверены, что это единственные генетические мутации, необходимые для потребления токсинов молочая, но они надеются ответить на этот вопрос с помощью дальнейших геномных исследований.

Я полагаю, что существуют и другие паразитоиды и хищники, у которых также развились мутации устойчивости, взаимодействующие с монархами, и их обнаружение — лишь вопрос времени, — заключает Гроен.

Автор материала: Максим Легостаев

Мой район