Ядовитые токсины растения под названием молочай, по-видимому, вызвали эволюционный каскад через несколько слоев пищевой сети. Таким образом, одни и те же генетические мутации были обнаружены у насекомых, червей, мышей и птиц.
Бабочки-монархи были одними из первых обнаруженных насекомых, которые могут питаться токсичными сердечными гликозидами, вырабатываемыми молочаем, не умирая. Вместо этого эти токсины удерживаются в определённых частях тела бабочки, и защищают её от хищников.
Черноголовый гробоклюв (Pheucticus melanocephalus) — один из таких хищников, который на зиму перебирается в Мексику, где угощается бабочками-монархами. Учёные давно подозревали, что в этой птице есть что-то, что позволяет ей питаться таким ядовитым насекомым, не умирая, Кажется, теперь это животное развило некоторые из тех же защитных механизмов, что и его еда.
Когда в прошлом году был опубликован геном черноголового гробоклюва, исследователи начали искать те же мутации, что и у бабочек-монархов. В конце концов, они смогли найти две из трёх генетических причуд в натриевой помпе у этого хищника, обнаруженных ранее в генах бабочки.
Найденные гены отвечают за перемещение натрия и калия из клеток организма, но токсины молочая могут блокировать этот процесс и вызывать хаос в организме. Живые создания с сердцем — такие, как птицы и люди — действительно могут умереть от сердечной недостаточности, если они получили достаточное количество токсина.
Поэтому мутации в генах помпы могут быть необходимы для выживания, если ваш основной приём пищи состоит из токсинов молочая.
«Это решает загадку 40-летней давности, когда биология была довольно хорошо проработана, но мы просто не могли докопаться до самого низкого уровня организации, генома, — объясняет биолог-эволюционист Ной Уайтмен из Калифорнийского университета в Беркли. — Удивительно, но похоже, что они могут сопротивляться ядам, используя тот же механизм в тех же местах генетического кода, что и бабочка-монархи, тли и жуки, которые тоже питаются молочаем».
Еще более удивительно то, что исследователи смогли обнаружить эти геномные мутации на нескольких уровнях пищевой цепи. Например, паразитическая оса Trichogramma pretiosum, которая питается яйцами монарха, тоже имеет две мутации в той же части гена натриевого насоса, что и бабочки.
Между тем, у мышей-оленей (Peromyscus maniculatus), которые питаются бабочками-монархами, есть аж целых три мутации.
Авторы не могут быть уверены, что это единственные генетические мутации, необходимые для потребления токсинов молочая, но они надеются ответить на этот вопрос с помощью дальнейших геномных исследований.
