Aripile fluturilor sunt creații delicate și frumoase ale naturii. Genele responsabile de crearea unor astfel de modele și culori impresionante au fost învăluite în mister, dar grație a două noi studii, am descoperit că, de fapt, două gene creează aceste capodopere.
Așa este. Două. Există doi da Vinci genetici care fac cea mai mare parte a lucrului pe pânzele care sunt aripile fluturilor. Aceste două gene sunt de fapt atât de importante pentru culorile distincte ale fluturilor, încât dacă ai opri cele două gene, culorile devin fie mai terne, fie pur și simplu monocrome.
„Cele două gene diferite sunt complementare. Sunt gene de pictură specializate, într-un fel, pentru crearea de modele”, a explicat Arnaud Martin, biolog specializat în dezvoltare la Universitatea George Washington și autor principal al unuia dintre studii, pentru Nature.
Culorile CRISPR
Cele două gene, WntA și optix, s-a arătat anterior că joacă un rol în modul în care se formează modelele și culorile aripilor fluturilor, dar abia după ce oamenii de știință au activat și dezactivat genele folosind tehnica CRISPR-Cas9 au descoperit cât de important este rolul jucat de aceste „gene-pensulă” denumite pe bună dreptate.
Studiul care s-a concentrat pe WntA a dezactivat gena la șapte specii diferite de fluturi, inclusiv la fluturele monarh (Danaus plexippus), o specie emblematică. Pentru a urmări și înțelege schimbările, cercetătorii au identificat și dezactivat gena WntA la omizi, înainte ca acestea să aibă ocazia să devină fluturi. Rezultatul a fost că culorile s-au estompat, modelele aripilor au fost alterate într-un fel sau modelele de pe aripă pur și simplu au dispărut. În cazul monarhilor, marginile lor negre au devenit gri.
Martin, care a condus studiul WntA, a comparat ceea ce el și echipa sa au observat cu o activitate pe care mulți dintre noi am făcut-o înainte pentru a învăța culorile sau cum să pictăm în interiorul liniilor. „[WntA] așează fundalul care urmează să fie completat ulterior. Ca la jocurile de colorat după numere sau pictat după numere. Creează contururile.”
Așadar, fără ca WntA să funcționeze, alte gene care lucrează pentru a umple de fapt culorile par să devină mai puțin concentrate pe sarcinile lor. Nu sunt ca un copil de 5 ani plin de energie de la zahăr, care pur și simplu adoră markerul verde și mâzgălește cu el pe toată pagina, dar se străduiesc să rămână în interiorul liniilor și să folosească culoarea corectă.
Între timp, studiul care a dezactivat optix a descoperit cât de importantă este gena pentru colorizare. Se suspectase că optix juca un rol în modelele de culori, dar acest lucru nu fusese confirmat până când cercetătorii au folosit CRISPR pentru a o opri pur și simplu din funcționare.
Cu optix dezactivată, părți, dacă nu chiar întregul corp al unui fluture, au devenit negre sau gri. Rezultatele au fost uimitoare, cel puțin. „A fost cel mai heavy-metal fluture pe care l-am văzut vreodată”, a declarat Robert Reed, cercetător principal și profesor asociat la departamentul de ecologie și biologie evoluționistă de la Cornell, pentru The Atlantic.
Dar transformarea unui fluture în solistul Black Sabbath nu a fost singurul lucru pe care l-a făcut oprirea optix. În unele cazuri, lipsa funcționării optix a dus la apariția pe aripi a unui albastru iridescent, luminos și categoric non-heavy metal. Pe lângă diferența de culoare, irizarea necesită o modificare structurală a solzilor aripilor înșiși, un lucru pe care Reed și echipa sa l-au observat când au pus aripile sub microscop. Potrivit lui Reed, descoperirea se adaugă la „dovezile emergente care arată că [optix] a jucat probabil un rol imens în evoluția aripilor.”
Transformarea aripilor în ceea ce sunt
Dacă vă întrebați de ce contează această cercetare, punctul lui Reed despre evoluția aripilor este esențial. Culorile, modelele și chiar structura aripilor joacă un rol pe parcursul existenței unui fluture. Iar aceste schimbări au evoluat de-a lungul a mii de ani pentru a beneficia specia lor.
„Știm de ce fluturii au modele colorate frumoase. De obicei, este pentru selecția sexuală, pentru găsirea unui partener, sau este un fel de adaptare pentru a se proteja de prădători”, a declarat White pentru New Scientist.
Dar acum imaginați-vă dacă WntA sau optix nu ar funcționa așa cum ar trebui, sau dacă funcțiile lor s-ar schimba cumva. Reed a oferit un fel de exemplu pentru The Atlantic. Vă amintiți fluturele care a devenit un albastru strălucitor? Acesta era fluturele *common buckeye*, cunoscut pentru petele sale de portocaliu și ochiurile. Nu numai că dungile sale portocalii au devenit albastre, dar și părți din aripile sale au făcut-o.
„Cu o singură genă, am putea transforma acest mic fluture maro într-un morfo”, a spus Reed. Prin aceasta, Reed și echipa sa au descoperit că fluturele *buckeye* are potențialul pentru acel aspect iridescent, dar că optix îl suprimă în favoarea unui finisaj mat.
Ce ar însemna aceste schimbări în natură? Ar fi acești fluturi mai vulnerabili la prădători dacă optix sau WntA nu ar funcționa la fel de bine, sau ar încerca să se împerecheze cu specia greșită? Deși aceasta este o considerație pesimistă, punctul de vedere al lui White din videoclipul de mai sus, totuși, indică o cale mai optimistă și mai incitantă pentru această cercetare: să învățăm mai multe despre ce poate face o singură genă unui organism. Determinarea funcțiilor acestor gene ne poate oferi noi perspective asupra evoluției diferitelor specii.
