Группа ученых из Йоркского университета и Института Уэллкома Сэнгера обнаружила, что эволюция использует одни и те же генетические механизмы на протяжении более 120 миллионов лет. Исследование южноамериканских чешуекрылых показало, что развитие живых организмов может быть менее случайным и более предсказуемым процессом, чем считалось ранее.
В центре внимания биологов оказались тропические бабочки и мотыльки, которые, несмотря на отдаленное родство, обладают практически идентичными узорами на крыльях. Этот феномен, известный как мимикрия, служит сигналом для хищников о токсичности насекомых. Ученые проанализировали геномы семи видов бабочек и одного вида дневного мотылька, чтобы понять, как возникают эти схожие защитные признаки.
Анализ показал, что за формирование предупреждающей окраски у всех изученных видов отвечают всего два гена – ivory и optix. При этом эволюционные изменения затрагивали не саму структуру генов, а регуляторные элементы, которые действуют как биологические переключатели. Эти механизмы определяют, в какой момент и в каком участке крыла должен активироваться конкретный ген.
Исследователи отметили, что даже у мотылька, эволюционный путь которого давно разошелся с бабочками, обнаружилась схожая генетическая стратегия. В его ДНК был найден инвертированный фрагмент – участок, перевернутый задом наперед. Аналогичный прием ранее фиксировали у одного из видов бабочек. Это доказывает, что природа неоднократно возвращается к одним и тем же проверенным решениям для адаптации.
По мнению авторов работы, результаты которой опубликованы в журнале PLoS Biology, обнаружение стабильных генетических маршрутов меняет представление о фундаментальных принципах биологии. Если эволюция склонна повторно использовать старые генетические заготовки, ученые смогут точнее прогнозировать, как виды будут реагировать на изменения окружающей среды и глобальные климатические сдвиги. Тот факт, что эти механизмы остаются неизменными со времен динозавров, подчеркивает их эффективность и универсальность.
