Cercetarea inovatoare a polenizatorilor dezvăluie indicii genetice despre „misterul abominabil” al lui Darwin

Carolina hawkmoth (Manduca sexta) care se hrănește dintr-un mutant alb Mimulus în camera de zbor. Credit: Byers și Bradshaw, 2021

Cercetările privind preferințele florale ale moliilor polenizatoare ar fi putut oferi un indiciu esențial pentru factorii simpli necesari apariției noilor specii.

Relațiile puternice de co-devoluție între plante și polenizatori de animale au fost recunoscute de multă vreme ca un posibil factor al speculațiilor ridicate la cele 275.000 de plante cu flori care există. Mișcările între polenizatori, cum ar fi bondari, colibri, colibri și lilieci, însoțesc adesea evenimentele speculației plantelor.

Fiecare dintre aceste „bresle” polenizatoare este atrasă de un set diferit de trăsături florale, cum ar fi culoarea, modelele, mirosul, forma și recompensa nectarului, cunoscute în mod colectiv sub numele de sindrom de polenizare.

Până acum, genetica detaliată a speculației trăsăturilor legate de schimbarea polenizatorului rămâne neclară, cu excepția câtorva sisteme model în curs de dezvoltare.

Într-un nou studiu, cercetătorii au proiectat un comutator polenizator în laborator care ar putea reflecta originea unei noi specii.

Au ales o specie din gen Mimulus secțiunea (flori de maimuță) Eritrantă unde nu a avut loc evoluția polenizării hawkmoth de către strămoșii polenizării colibriilor.

Au făcut modificări genetice la două gene de culoare florală – sintetizând în mod eficient noi gene Mimulus specii cu niveluri mai mici de pigment roșu antocianină și pigmenți carotenoizi galbeni. Aceste modificări s-au bazat pe observațiile despre natura lor că majoritatea florilor polenizate cu colibri sunt roșii și nu sunt ușor de văzut de șoimi a căror sensibilitate vizuală nu se extinde la lungimi de undă mai mari ale luminii roșii. În schimb, florile polenizate Hawkmoth sunt de obicei albe sau palide și foarte reflectante, adaptate pentru detectarea șoimilor crepusculari și nocturni.

Cercetătorii au testat atractivitatea celor patru fenotipuri de culoare rezultate – roșu, galben, roz și alb – folosind șoimi crescuți în laborator, fără nicio asociere anterioară cu florile.

Hawkmoths au preferat culorile roșii „derivate” – galben, roz și alb – față de roșul antic favorizat de colibri și aceste flori de culoare palidă au fost vizitate mai frecvent și pentru perioade totale mai lungi în perioada experimentală.

Studiul a constatat că doar aceste două modificări genetice simple create de cercetători au fost necesare pentru a afecta selecția polenizatorului hawkmoth.

„Ne așteptam ca șoimii să arate o anumită preferință pentru culori, dar preferințele lor au fost foarte puternice”, spune primul autor Dr. Kelsey Byers de la John Innes Center și cu sediul anterior la Universitatea din Washington (Seattle, WA, SUA) unde a fost efectuată această cercetare.

„Studiul nostru arată că modificările sindromului de polenizare a plantelor cu flori pot avea loc prin relativ puține modificări genetice, iar acest lucru sugerează în continuare că doar câteva modificări genetice simple pot fi necesare pentru originea unei noi specii”, a adăugat el.

Charles Darwin – fermecat de ceea ce el a descris ca „misterul dezgustător” al diferitelor specii de plante cu flori – a prezis faimoasa orhidee stea malgască (Listrostachys sesquipedale) care are o floare albă și o scânteie de nectar de 35cm, trebuie polenizată de iarbă peregrină (care nu se găsește în acel moment) cu o proboscidă de 35cm. Un astfel de polenizator hawkmoth a fost descoperit la zeci de ani de la prezicerea sa, confirmându-și ipoteza.

În mod similar, acest studiu inspiră o abordare propusă pentru înțelegerea spectrelor plantelor prin schimbarea polenizatorului – una de a face predicții și de a le testa experimental folosind noi combinații de caracteristici sintetizate în laborator. Acest lucru contrastează cu abordarea retrospectivă clasică care implică compararea plantelor asociate cu polenizatori diferiți pentru diferențele în caracteristicile cheie ale florilor și efectele acestora asupra selecției polenizatorilor.

„Am arătat că pașii cruciale către originea unei noi specii de plante polenizate cu hawkmoth pot fi prezise experimental pe baza cunoștințelor de bază despre sindroamele de polenizare și genetică”, a spus Dr. Byers.

Până în prezent, experimentele s-au limitat la laborator folosind insecte crescute în laborator și o direcție posibilă a cercetărilor viitoare este testarea ipotezei naturii sale cu insecte sălbatice pentru a determina dacă o nouă specie ar putea continua în mediul extern.

Referință: „Proiectarea logică a interacțiunii cu polenizatorul roman Hawkmoth Mimulus Secțiune Eritrantă”De Kelsey JRP Byers și HD Bradshaw Jr., 29 martie 2021, Frontiere în ecologie și evoluție.
DOI: 10.3389 / fevo.2021.658710

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Zirconii antici datează începutul tectonicii plăcilor în urmă cu 3,6 miliarde de ani – un eveniment critic pentru a face pământul ospitalier pentru viață

Zirconii examinați de echipa de cercetare, fotografiați cu catodoluminiscență, tehnică cu care echipa a putut vizualiza interiorul cristalelor cu un microscop electronic cu scanare...

Putem face opioidele mai puțin dependente? [Video]

În 2017, milioane de oameni din întreaga lume erau dependenți de opioide și 115.000 au murit din cauza unui supradozaj. Opioidele sunt cele mai puternice...

Măsurile neconvenționale împotriva pandemiei și apărării nucleare pot proteja omenirea de catastrofe catastrofale

Lansarea mânerului SM-3 Block IB de la un crucișător cu rachete ghidate USS Lake Erie (CG 70). Credit: Marina SUA În curând viața pe...

Situl de legare a anticorpilor conservat în variantele de virus COVID-19 – impact mare pentru vaccinurile viitoare

O echipă de cercetare Penn State a descoperit că proteinele N din barza-covi-2 sunt stocate în toate coronavirusurile epidemice legate de îngrășăminte (sus, stânga:...

Mișcări ale electronilor de ceas în interiorul unui atom: viteza obturatorului de o milionime dintr-o miliardime de secundă

Reprezentarea artistică a experimentului. Întârzierea inerentă între emisia celor două tipuri de electroni duce la o elipsă caracteristică în datele analizate. În...

Newsletter

Subscribe to stay updated.