Wyjaśnienie zdolności zwodniczej stokrotki do tworzenia fałszywych much

Wyjaśnienie zdolności zwodniczej stokrotki do tworzenia fałszywych much

Samiec muchy zbliża się do kwiatu, ląduje na czymś, co uważa za samicę muchy, i podskakuje. Próbuje się parzyć, ale to nie do końca działa. Ma kolejną szansę. W końcu poddaje się i brzęczy, ale bezskutecznie. Tymczasem roślina ma to, czego chciała: pyłek.

Południowoafrykańska stokrotka, Gorteria diffusa, jest jedyną znaną stokrotką, która ma tak skomplikowaną strukturę przypominającą samicę muchy na swoich płatkach. Mechanizm stojący za tym przekonującym trójwymiarowym oszustwem, wraz z owłosionymi guzami i białymi pasemkami, intryguje naukowców od dziesięcioleci.

Teraz naukowcy zidentyfikowali trzy zestawy genów zaangażowanych w budowanie fałszywej muchy na płatkach stokrotki. Wielką niespodzianką jest to, że wszystkie trzy zestawy mają już inne funkcje w roślinie: jeden przesuwa żelazo, jeden powoduje wzrost włośników, a jeden kontroluje, kiedy powstają kwiaty.

Badanie wykazało, że trzy zestawy genów zostały połączone w płatkach stokrotki w nowy sposób, aby zbudować sztuczne muchy. Geny „przenoszące żelazo” dodają żelazo do zwykle czerwonawo-fioletowych pigmentów płatków, zmieniając kolor na bardziej przypominający muchę niebiesko-zielony. Geny włośników powodują, że włoski rozszerzają się na płatku, nadając mu teksturę. A trzeci zestaw genów sprawia, że ​​sztuczne muchy pojawiają się w pozornie przypadkowych miejscach na płatkach.

Ta stokrotka nie wyewoluowała nowego genu „zrób muchę”. Zamiast tego zrobiła coś jeszcze sprytniejszego – połączyła istniejące geny, które już robią inne rzeczy w różnych częściach rośliny, aby stworzyć skomplikowane miejsce na płatkach który zwodzi samce much” – powiedziała profesor Beverley Glover z Wydziału Nauk o Roślinach Uniwersytetu Cambridge i dyrektor Uniwersyteckiego Ogrodu Botanicznego, główny autor badania.

Naukowcy twierdzą, że płatki stokrotki dają jej przewagę ewolucyjną, przyciągając więcej samców much do zapylania. Rośliny rosną w surowym środowisku pustynnym w Afryce Południowej, z krótką porą deszczową, w której mogą wytworzyć kwiaty, zapylić i zasiać nasiona, zanim umrą. Stwarza to intensywną konkurencję w przyciąganiu zapylaczy, a płatki ze sztucznymi muchami sprawiają, że południowoafrykańska stokrotka wyróżnia się z tłumu.

Wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie Current Biology.

W porównaniu z większością żywych organizmów grupa roślin, w tym zwodnicza stokrotka, jest bardzo młoda pod względem ewolucyjnym i ma od 1,5 do 2 milionów lat. Najwcześniejsze stokrotki z tego drzewa genealogicznego nie miały sztucznych cętek, co oznacza, że ​​musiały bardzo szybko pojawić się na płatkach stokrotki.

„Spodziewalibyśmy się, że ewolucja czegoś tak złożonego jak sztuczna mucha zajmie dużo czasu, z udziałem wielu genów i wielu mutacji. Ale w rzeczywistości dzięki połączeniu trzech istniejących zestawów genów stało się to znacznie szybciej” – powiedział dr Roman Kellenberger, doktor habilitowany na Wydziale Nauk o Roślinach Uniwersytetu Cambridge i pierwszy autor badania.

Aby uzyskać wyniki, naukowcy porównali, które geny zostały włączone w płatkach fałszywych much i bez nich u tego samego rodzaju stokrotki. Porównali je również z płatkami innego rodzaju stokrotki, która tworzy prosty wzór plamek, aby ustalić, które geny były szczególnie zaangażowane w tworzenie plamek stokrotki tak zwodniczych.

To jedyny przykład kwiatu, który wytwarza wiele fałszywych much na swoich płatkach. Inni członkowie rodziny stokrotek tworzą znacznie prostsze plamki – na przykład plamki w pierścieniu wokół wszystkich płatków – które nie są zbyt przekonujące dla prawdziwych much. Porównując różne stokrotki w drzewie genealogicznym, naukowcy byli w stanie ustalić kolejność, w jakiej powstawały sztuczne muchy: najpierw kolor, potem losowe ułożenie, a na końcu tekstura.

„To prawie jak wyhodowanie zupełnie nowego narządu w bardzo krótkim czasie. Samce much nie pozostają długo na kwiatach z prostymi plamkami, ale są tak przekonane do tych fałszywych much, że spędzają dodatkowy czas na próbach kopulacji i wetrzyj więcej pyłku w kwiat – pomagając go zapylić” – powiedział Kellenberger.

Click to rate this post!
[Total: 0 Average: 0]
science