Бабочки Атала сохранили древние узоры на крыльях
Растущая коллекция исследований позволяет предположить, что уникальные узоры на крыльях, встречающиеся у тысяч видов бабочек, связаны с древним набором простых ингредиентов. Последнее из этих исследований, проведенное под руководством Музея естественной истории Флориды, было посвящено редкой бабочке Атала.
"Эволюция означает не только изменения", - отметил ведущий автор исследования Андрей Сураков. "Когда она натыкается на удачные конструкции, они остаются, иногда на сотни миллионов лет".
В частности, Сураков задался целью проверить теорию 1920-х годов под названием "план нимфалид", согласно которой узоры крыльев бабочек организованы вокруг отдельных, концентрически расположенных полос.
"Вместо единой композиции, крылья бабочек больше похожи на коллаж, созданный из элементов узора крыльев, принадлежащих к разным системам симметрии", - говорит Сураков.
Хотя эта базовая схема была подтверждена в ходе нескольких десятилетий исследований, эти исследования в основном были сосредоточены на видах бабочек семейства Nymphalidae.
Нимфалиды отделились от своих ближайших родственников, ликаенид, около 90 миллионов лет назад. Теперь Сураков хотел выяснить, сохранили ли ликаениды древнюю схему симметрии крыльев, обнаруженную у нимфалид.
"Идея о том, что нимфалидный план применим к ликаенидам, которые отделились от нимфалид, когда динозавры еще были рядом, - это большое предположение", - объясняет Сураков.
Бабочка Атала была выбрана для исследования благодаря своей уникальной истории и поразительным цветовым узорам. Атала - один из единственных ядовитых видов в семействе ликаенид, о токсичности которого свидетельствует его ярко-красное брюшко. На нижних крыльях Аталы два пятна одинакового красного цвета выделяются на фоне черных чешуек и синих пятен.
В начале 1900-х годов бабочки Атала почти исчезли из своего родного ареала во Флориде, когда их растение-хозяин стало объектом чрезмерного сбора. Сегодня растения и бабочки восстановлены. Для исследования Сураков использовал колонию бабочек Атала, которая хранится в Центре Макгуайра музея Флориды.
Основываясь на интересном методе, использованном в предыдущих исследованиях, Сураков подверг окукливающихся насекомых воздействию препарата для разжижения крови под названием гепарин. Было установлено, что этот метод изменяет крылья взрослых бабочек.
"Элементы узора крыла, принадлежащие к одним и тем же системам симметрии, должны одинаково реагировать на одно и то же воздействие", - говорит Сураков. "Настраивая экспрессию генов, такие эксперименты позволяют нам понять удивительную вариативность, которая встречается у бабочек, и помочь нам точно определить источник этой вариативности".
Эксперимент показал, что бабочки Atala и нимфалиды одинаково реагируют на гепарин. В зависимости от концентрации гепарина, пятна на крыльях взрослых особей либо расширялись, либо сужались, либо полностью исчезали.
"Примечательно, что между рисунком крыльев Atala и планом нимфалид, по-видимому, много сходства", - сказал Сураков. "Будущие исследования будут необходимы для определения того, одни и те же гены контролируют рисунок полос и окраску крыльев Аталы и других ликаенид по сравнению с другими семействами бабочек, но я надеюсь, что эти результаты заложили основу для дальнейших исследований".
Исследование опубликовано в журнале Tropical Lepidoptera Research.
