Dziękuję. Posłuchaj tego artykułu, korzystając z powyższego odtwarzacza. ✖

Chrząszcze klejnotowe to uderzające owady, łatwo rozpoznawalne dzięki żywym kolorom i metalicznemu połyskowi. Posiadające duże, dobrze rozwinięte oczy chrząszcze klejnotowe wykorzystują wzrok i kolor do szeregu różnych zachowań, w tym do znajdowania partnerów i roślin żywicielskich.

Widzenie kolorów u owadów różni się od naszego. Specjalne geny pozwalają wielu owadom widzieć światło ultrafioletowe (UV), a także światło niebieskie i zielone. Nowe badania kierowany przez Camillę Sharkey, współpracownika ze stopniem doktora w Wardill Lab w College of Biological Sciences, zbadał złożoną ewolucyjną historię widzenia chrząszczy klejnotowych. W skład zespołu badawczego weszli Jorge Blanco, wcześniej z Wardill Lab, a obecnie na University of Maryland, Nathan Lord z Louisiana State University i Trevor Wardill, adiunkt w CBS.

Poprzednie badania dr Sharkey wykazał, że przed ewolucją współczesnych chrząszczy ich przodkowie utracili zdolność widzenia niebieskiego światła około 300 milionów lat temu. Mogło to być wynikiem tego, że przodek chrząszcza stał się nocny lub żył w warunkach słabego oświetlenia. Później, gdy chrząszcze się zróżnicowały, wyewoluowały duplikaty genów przodków, które pozwalają im widzieć widmo UV i zielone. Te zduplikowane geny mogą dalej ewoluować, czyniąc widoczne nowe części spektrum kolorów i umożliwiając zobaczenie bardziej skomplikowanych i zróżnicowanych sygnałów kolorów.

Naukowcy chcieli wiedzieć, czy zduplikowane geny wyewoluowały, umożliwiając chrząszczom widzenie kolorów, których nie widzieli ich przodkowie. Ponieważ chrząszcze klejnotowe są trudne do trzymania w laboratorium, skopiowali geny i wprowadzili je do muszek owocowych, zastępując ich normalne geny wizualne. Korzystając z elektrofizjologii, przetestowali wrażliwość na kolory każdego genu wytwarzanego przez muchy. Następnie szukali zmian genetycznych, które mogą leżeć u podstaw zmian wrażliwości na kolory, używając modelowania białek 3D. Badanie wykazało, że:

• Chrząszcze klejnotowe wyewoluowały dodatkową wrażliwość na kolor niebieski i pomarańczowy, powielając i ewoluując swoje geny wizualne UV i zielonego.
• Umożliwia to złożoną tetrachromatyczną wrażliwość na kolory w zakresie długości fal światła UV, niebieskiego, zielonego i pomarańczowego, podobną do wrażliwości na kolory kolorowych ptaków.
• Nie stwierdzono, aby nowo wyewoluowane zmiany genetyczne związane z wykrywaniem kolorów zmieniały wrażliwość, jak przewidywano, gdy geny wizualne zostały zmodyfikowane i ponownie przetestowane.

Wszystkie badane dotychczas gatunki chrząszczy klejnotowych mają cztery różne typy genów, które zostały wyizolowane w badaniach, co sugeruje, że wszystkie chrząszcze klejnotowe prawdopodobnie mają złożoną wrażliwość na kolory. Według Sharkeya „następnym krokiem jest ustalenie, czy określone rodzaje widzenia kolorów można przewidzieć na podstawie genów oraz w jaki sposób owady wykorzystują widzenie kolorów do lepszego zwalczania szkodników i owadów zapylających, poprawiając w ten sposób produkcję roślinną”.

Naukowcy mają również nadzieję, że zrozumieją molekularne podstawy wrażliwości na kolor chrząszcza biżuteryjnego, co zapewniłoby podstawę do przewidywania wrażliwości na kolor owadów na podstawie sekwencji genów.

Odniesienie: Sharkey CR, Blanco J, Lord NP, Wardill TJ. Duplikacja i rozbieżność opsyny chrząszcza klejnotowego Jest mechanizmem różnych czułości widmowych. Mol Bio i Evol. 2023;40(2):msad023. doi: 10.1093/molbev/msad023

Ten artykuł został ponownie opublikowany z następujących materiałów. Uwaga: materiał mógł zostać zredagowany pod względem długości i treści. Aby uzyskać więcej informacji, skontaktuj się z cytowanym źródłem.