Отруйні токсини рослини під назвою молочай, мабуть, викликали еволюційний каскад через кілька шарів харчової мережі. Таким чином, одні й ті ж генетичні мутації були виявлені у комах, хробаків, мишей і птахів.
Не їжте метеликів, будь ласка!
Метелики-монархи були одними з перших виявлених комах, які можуть харчуватися токсичними серцевими глікозидами, вироблюваними молочаєм, не вмираючи. Замість цього ці токсини утримуються в певних частинах тіла метелика, і захищають його від хижаків.
Чорноголовий гробоклюв (Pheucticus melanocephalus) - один з таких хижаків, який на зиму перебирається в Мексику, де пригощається метеликами-монархами. Вчені давно підозрювали, що в цьому птаху є щось, що дозволяє їй харчуватися такою отруйною комахою, не вмираючи. Здається, тепер ця тварина розвинула деякі з тих же захисних механізмів, що і його їжа.
Коли в минулому році був опублікований геном чорноголового гробоклюва, дослідники почали шукати ті ж мутації, що і у метеликів-монархів. Зрештою, вони змогли знайти дві з трьох генетичних причуд у натрієвій помпі у цього хижака, виявлених раніше в генах метелика.
Знайдені гени відповідають за переміщення натрію і калію з клітин організму, але токсини молочая можуть блокувати цей процес і викликати хаос в організмі. Живі створіння з серцем - такі, як птахи і люди - дійсно можуть померти від серцевої недостатності, якщо вони отримали достатню кількість токсину.
Тому мутації в генах помпи можуть бути необхідні для виживання, якщо ваш основний прийом їжі складається з токсинів молочая.
"Це вирішує загадку 40-річної давності, коли біологія була досить добре опрацьована, але ми просто не могли докопатися до найнижчого рівня організації, геному, - пояснює біолог-еволюціоніст Ной Вайтмен з Каліфорнійського університету в Берклі. - Дивно, але схоже, що вони можуть чинити опір отруті, використовуючи той же механізм в тих же місцях генетичного коду, що і метелик-монархи, тлі і жуки, які теж харчуються молочаєм ".
Ще більш дивно те, що дослідники змогли виявити ці геномні мутації на декількох рівнях харчового ланцюга. Наприклад, паразитична оса Trichogramma pretiosum, яка харчується яйцями монарха, теж має дві мутації в тій же частині гена натрієвого насоса, що і метелики.
Між тим, у мишей-оленів (Peromyscus maniculatus), які харчуються метеликами-монархами, є аж цілих три мутації.
Автори не можуть бути впевнені, що це єдині генетичні мутації, необхідні для споживання токсинів молочая, але вони сподіваються відповісти на це питання за допомогою подальших геномних досліджень.