Два гена объясняют различия в цвете и поведении ящерицы

Международная группа во главе с исследователями из Университета Порту и Уппсальского университета выявила два гена, связанных с жёлтой или красной окраской у рептилий, и продемонстрировала, что они влияют на поведение и другие признаки. Исследователи обнаружили, что геномы разноцветных стенных ящериц (Podarcis muralis) практически идентичны за исключением очень специфических участков последовательности ДНК. Поразительно, но ящерицы разных цветов отличаются и по другим характеристикам, таким как размер, уровень агрессии и репродуктивные стратегии, в том числе по цветовым предпочтениям партнёра. Оранжевые или красные оттенки объясняются работой гена SPR, имеющего ключевое значение в пути синтеза птерина и нейротрансмиттеров, таких как серотонин и дофамин. Желтые оттенки объясняются работой гена BCO2, который участвует в метаболизме каротиноидов.

Два гена объясняют различия в цвете и поведении ящерицы

Как рептилии могут генерировать такое разнообразие ярких цветов? И как возможно, что в пределах одной популяции одного и того же вида разные особи демонстрируют поразительно разные окраски? В новой работе, опубликованной в журнале Труды Национальной академии наук международная группа ученых, возглавляемая исследователями из CIBIO/Инбио (университет Порто) и Уппсальского университета, выявить два гена, вовлеченные в желтый с красной пигментацией в рептилий, а также продемонстрировать, что эти "пигментация генов" также влияет на поведение и другие черты характера.

Общая стена ящерица отдельных экспонирование оранжевый окраски. Наличие апельсина объясняется вариацией гена SPR, который является геном в сильно сохраненном пути, который связан с производством нейромедиаторов, таких как серотонин и допамин [кредит: Guillem Perez i de Lanuza]

Исследование было посвящено европейской стенной ящерице, которая распространена в большинстве стран Южной Европы.

"В то время как для случайного наблюдателя это может показаться обычной ящерицей, с ее замаскированной спиной, идеально сочетающейся с скалистыми окрестностями, в большинстве популяций этого вида живот и горло показывают замечательное разнообразие в цвете, будучи либо белым, либо ярким оранжевым/красным, либо ярко-желтым. Поразительно, что ящерицы разных цветов отличаются и другими характеристиками, такими как размер, боевая способность и репродуктивные стратегии. Они также предпочитают общаться с людьми своего цвета", - сказал Педро Андраде, аспирант Университета Порту и ведущий автор статьи.

Исследователи обнаружили, что геномы ящериц разного цвета практически идентичны-за исключением очень специфических частей последовательности ДНК. "В природе, когда люди из разных популяций или видов различаются по множественным характеристикам, ожидается, что многие гены участвуют. Таким образом, для нас было большим сюрпризом видеть, что в этих ящерицах цветовые различия и связанные с ними характеристики в значительной степени объясняются небольшими областями генома, которые содержат только два гена", - сказал старший автор Мигель Карнейро из CIBIO, университет Порту.

Оранжевые / красные оттенки объясняются геном SPR, жизненно важным геном в пути синтеза птерина, в то время как желтые оттенки объясняются геном BCO2, который участвует в метаболизме каротиноидов. "Характеристика молекулярной основы вариации цвета является важным шагом, потому что она позволяет нам понять, как она возникла и какие именно метаболические пути участвуют",-сказала Катарина Пиньо, исследователь из Университета Порту и соавтор работы. "Есть предыдущие исследования, показывающие связь между BCO2 и желтой окраской у других организмов, а именно у птиц, и интересно, что один и тот же ген набирается для одной и той же роли в разных ветвях животного дерева жизни."

В то время как на первый взгляд, настенная ящерица может выглядеть как другая хорошо замаскированная рептилия (слева), на самом деле этот вид представляет собой потрясающий набор хорошо различных морф, которые отличаются по окраске их горла и животов (справа) [кредит: Гийем Перес I де Лануза и Хавьер Абалос]

Особый интерес представляет ген SPR. Метаболически субпродукты деятельности при этого гена близко соединены к продукции нейротрансмиттеров как серотонин и допамин. Это химические вещества, которые, в том числе и у людей, отвечают за передачу информации между нейронами.

"Наши результаты свидетельствуют о том, что эти" гены пигментации "приводят к другим" побочным эффектам", таким как потенциальные различия в функционировании мозга, которые могут объяснить, почему ящерицы другого цвета ведут себя по-разному или имеют немного другой выбор среды обитания", - сказал профессор Лейф Андерссон из Университета Уппсалы, другой старший автор статьи.

Команда также обнаружила, что последовательности ДНК, связанные с различными цветами, были чрезвычайно расходящимися. Расхождение в последовательности ДНК было достаточно большим, чтобы выйти за рамки того, что можно было бы ожидать, чтобы найти между видами. Различия были в шесть раз больше, чем обычно, при сравнении ДНК человека и шимпанзе. Дальнейшие анализы ДНК показали, что эта генетическая вариация делится с несколькими видами ящериц, которые встречаются в Средиземноморье. Вероятным объяснением этой картины является то, что последовательности ДНК, связанные с окраской, являются миллионами лет и что некоторые виды обменивались ими через естественную гибридизацию. Это подчеркивает, как гибридизация является важным механизмом для быстрого приобретения новых характеристик - даже люди являются примером этого, как показывают многочисленные доказательства гибридизации между современными и архаичными людьми, такими как неандертальцы.

Эта международная команда исследователей имеет постоянную исследовательскую программу, ориентированную на то, как цветовые вариации и связанные с ними характеристики возникают и поддерживаются. Текущая работа использует методы и опыт в области геномных наук, поведения животных и нейробиологии и направлена на то, чтобы помочь расшифровать другие интересные аспекты биологии вариации цвета и то, что именно различные цвета сигнализируют ящерицам, что остается загадкой.

Источник: Уппсальский Университет [01 Марта 2019]
Read more at https://z5h64q92x9.net/proxy_u/en-ru.ru/https/archaeologynewsnetwork.blogspot.com/2019/03/two-genes-explain-variation-in-colour.html#ZIgtDvygs1ArIS5u.99

Источник: archaeologynewsnetwork.blogspot.com

Комментарии: