Генетический ластик: почему цветы стерли узоры на лепестках
Кембриджские ученые выяснили: чем больше темное пятно в центре цветка гибискуса, тем охотнее его посещают шмели.
Но вот загадка — многие виды этого растения в ходе эволюции уменьшили или вовсе утратили эти узоры. Оказалось, все дело в одном гене.
Исследователи из лаборатории Сэйнсбери обнаружили, что ген BERRY1 отвечает за формирование контрастных «глазков» на лепестках. Если он поврежден или отсутствует, пятна исчезают. Причем у разных видов это происходило независимо — мутации в одном и том же гене давали одинаковый результат.
Шмели явно предпочитают цветы с яркими узорами, которые ведут их к нектару, — говорит Мэй Йео, автор исследования. — Но некоторые гибискусы все равно от них избавились. Возможно, им больше не нужны такие опылители, или условия среды изменились.
Пятна не просто красивы — они защищают пыльцу от ультрафиолета. Но эволюция часто жертвует одним преимуществом ради другого. Например:
- Hibiscus trionum — крупные фиолетовые «глазки»,
- H. richardsonii — едва заметные пятна,
- H. verdcourtii — узоров нет вообще.
У одних видов ген BERRY1 сломан, у других — удален полностью. Это пример конвергентной эволюции: природа находит один и тот же выход у разных растений.
Результаты опубликованы в издании New Phytologist.
Цветочные узоры — не просто украшение, — объясняет Эдвиж Мойру, руководитель группы. — Они влияют на выживание вида. А мы теперь знаем, как небольшие изменения в ДНК меняют облик целых популяций.
Это исследование помогает понять, откуда берется разнообразие в природе. А еще — как создавать сельскохозяйственные культуры, привлекательные для опылителей.
Работа ценна тремя аспектами.
- Механизм эволюции наглядно — видно, как один ген влияет на признак, важный для выживания.
- Пример конвергентной эволюции — разные виды теряют узоры одинаковым способом. Это редкий случай, когда генетическая «поломка» прослеживается так четко.
- Практическое применение — если мы поймем, как растения «договариваются» с опылителями, сможем проектировать более устойчивые агросистемы.
Исследование не учитывает, могли ли другие гены компенсировать потерю узоров. Например, если у гибискусов без пятен усилился запах или изменилась форма цветка, шмели могли переключиться на них. Авторы сосредоточились на BERRY1, но эволюция редко идет по одному пути.
Ранее ученые выяснили, что крупные узоры на лепестках гибискуса привлекают опылителей.
