Mechanizmus, ktorý opísali českí vedci prvýkrát v prípade denných motýľov, je podobný ako mechanizmus včiel medonosných.
Na snímke je párenie motýľa Bicyclus anynana (samica vľavo, samec vpravo). Zdroj: BC AV ČR
Vedci z Entomologického ústavu Biologického centra Akadémie vied Českej republiky, v. v. i., (BC AV ČR) v spolupráci s University of Liverpool odhalili genetický mechanizmus, ktorý určuje, či sa jedince motýľa Bicyclus anynana stanú samcom alebo samicou. Zistili aj to, že ak sa spária jedince s rovnakým variantom génu určujúceho pohlavie, embryá neprežijú. To môže mať kritické dôsledky v prípade malých populácií motýľov s nízkou genetickou variabilitou, kde dochádza k páreniu medzi príbuznými jedincami.
Tento mechanizmus opísali vedci pri denných motýľoch po prvýkrát a je prekvapivé, že sa podobá obdobnému mechanizmu včiel medonosných. Objav bol publikovaný v medzinárodnom odbornom časopise Science Advances.
Kombinácie variantov génu Masculinizer
Motýľ Bicyclus anynana, patriaci do čeľade babôčkovitých, je pôvodom z afrického kontinentu. Často sa používa na výskum v oblasti genetiky pre svoju schopnosť rýchlo sa množiť a pomerne jednoduchý chov v laboratórnych podmienkach. Navyše už bol opísaný celý jeho genóm.
Ako odhalili entomológovia z Biologického centra AV ČR a medzinárodný tím spolupracovníkov, pohlavie tohto motýľa je riadené rôznymi kombináciami variantu génu Masculinizer. Jeden variant vedie k vývoju samice a dva rôzne varianty vedú k vývoju samca.
Ak sú však skombinované dva identické varianty génu Masculinizer, motýle umierajú už v štádiu embrya. To sa ale v prírodných populáciách deje veľmi neobvykle, pretože v nich bolo zistené obrovské množstvo rôznych variantov tohto génu.
Príklad konvergentnej evolúcie
Šanca získania dvoch identických variantov vedúcich k embryonálnej smrti je oveľa vyššia v prípade silne redukovaných populácií so zníženou genetickou variabilitou spôsobenou príbuzenským párením.
V dnešnej dobe denných motýľov výrazne ubúda. V prípade, že majú aj iné druhy podobný mechanizmus určenia pohlavia ako Bicyclus anynana, môže to mať vážne dôsledky pre kriticky ohrozené druhy.
Konvergentná evolúcia mechanizmu určenia pohlavia motýľov a včiel. Oba druhy obsahujú hypervariabilné oblasti (HVR) v géne, ktorý riadi určenie pohlavia. Zdroj: BC AV ČR
Tento mechanizmus určenia pohlavia je prvým mechanizmom odhaleným v prípade denných motýľov a prekvapivo sa viac podobá mechanizmu včiel medonosných, patriacich do inej skupiny hmyzu, než mechanizmu priadky morušovej, ktorá patrí do rovnakého radu. To, že majú podobný mechanizmus vyvinutý nezávisle od seba motýľ Bicyclus anynana a včely, z neho robí jasný príklad konvergentnej evolúcie.
Rozmanité mechanizmy určenia pohlavia
Vývoj dvoch rôznych pohlaví patrí medzi najvýznamnejšie biologické znaky. Napriek dôležitosti však nie sú v prípade väčšiny druhov známe genetické mechanizmy, ktoré ho riadia. Hlavným dôvodom, prečo o nich vieme stále tak málo, je to, že sú extrémne rozmanité. Lepidoptera, veľká skupina hmyzu zahŕňajúca denné aj nočné motýle, má pohlavné chromozómy W a Z namiesto X a Y. Samice majú obvykle pár chromozómov WZ a samce majú dva chromozómy Z.
Pohlavie niektorých druhov je určené chromozómom W, ale existujú aj druhy, ktorých samice chromozóm W nemajú. Tieto druhy majú mechanizmy určenia pohlavia, ktoré zatiaľ nie sú známe. Mechanizmus, ktorý vedci objavili pri Bicyclus anynana, sa veľmi líši od mechanizmu priadky morušovej (Bombyx mori), ktorá je závislá od chromozómu W.
Zdroj: TS Biologické centrum AV ČR, v. v. i.
(zh)
