Выявлены ключевые гены, определяющие миграцию насекомых
Многие насекомые совершают сезонные миграции, самые известные из них - бабочки-монархи, обитающие на юге Канады и США. Парящие мухи также являются мигрантами: миллиарды из них ежегодно перемещаются на юг из Северной Европы, чтобы провести зиму в более теплом климате. Однако не все особи отправляются в путь - некоторые остаются дома и не рискуют. Это дало ученым возможность изучить генетические различия между мигрирующими и немигрирующими особями в попытке выявить генетическую основу миграционного поведения.
Во время своего осеннего путешествия на юг мухи на воздушной подушке пересекают Пиренейские горы в плотных скоплениях, используя узкие горные проходы. Группа исследователей из Эксетерского университета смогла захватить образцы этих воздушных подушек, когда они пролетали через перевал, и доставить их в лабораторию для анализа ДНК. Затем генетическая информация была сравнена с ДНК немигрирующих воздушных мух.
"Это удивительное зрелище - бесконечный поток сотен тысяч особей через 30-метровый проход", - сказал доктор Карл Уоттон, научный сотрудник Колледжа наук о жизни и окружающей среде.
"Мы выявили 1 543 гена, уровень активности которых отличался у мигрантов", - говорит ведущий автор исследования Тоби Дойл из Центра экологии и охраны природы в Пенринском кампусе Эксетера в Корнуолле. "Что нас действительно поразило, так это удивительный диапазон ролей, которые играют эти гены".
"Миграция требует больших энергетических затрат, поэтому обнаружение генов метаболизма не стало сюрпризом, но мы также выявили гены, играющие роль в структуре и функции мышц, гормональной регуляции физиологии, иммунитета, стрессоустойчивости, полета и кормового поведения, сенсорного восприятия и увеличения продолжительности жизни"
Когда исследователи распределили гены по функциям, они обнаружили, что у мигрирующих парящих мух активируются целые группы генов. Среди них были гены, отвечающие за инсулиновый сигнал для долголетия, пути для иммунитета, а также гены, ведущие к выработке октопамина - эквивалента гормона борьбы или бегства адреналина - для дальнего полета.
"Эти пути были интегрированы в мигрирующие воздушные мухи и изменены эволюцией, чтобы обеспечить перемещение на большие расстояния", - сказал доктор Уоттон.
Эта работа предоставляет мощный геномный ресурс и теоретическую основу для будущих исследований эволюции миграции у других видов.
"Наше исследование уже выявило несколько генов, которые ранее были связаны с миграцией у бабочек, что позволяет предположить существование общего "миграционного генного пакета", который контролирует миграцию у многих животных", - сказал доктор Уоттон. "Это захватывающее время для изучения генетики миграции".
Исследование опубликовано сегодня в журнале Molecular Ecology.
