A nyírfaaraszoló feketeségének titka

A nyírfaaraszoló lepke (Biston betularia) története az evolúcióbiológia egyik tankönyvi példája. Sokan ismerik a történetet: az ipar terjedésével a XIX. század végén az erdők a sok koromtól elszürkültek, s így a világos színű nyírfaaraszoló lepkéket könnyen észrevették a madarak és megették, s így a kis gyakorisággal jelen levő sötét forma (melanizmus) elterjedt. Mire az egész folyamatot részleteiben lehetett volna vigyázni a széntüzelés is alábbhagyott a brit szigeten, s a nyírfák is visszafehéredtek. Ennek következtében a fehér alak terjedését a XX. század második felében már egészen jól dokumentálták.

Nyírfaaraszoló világos (balra) és sötét (jobbra) formája.

De a fekete formáért felelős gént / mutációt mindeddig nem találták meg. Keresztezésekből nagyjából tudták, hogy hol kell keresni a különbséget (a klasszikus genetikai atyjai megdöbbentően sok információt tudtak kiszedni az élőlényekből a génszekvenálás felfedezése/elterjedése előtt is). Most viszont megvan: egy transzpozon "költözött" a cortex nevű génbe, s így annak működését megváltoztatta.

A transzpozonok úgynevezett ugráló genetikai elemek, amelyek beépülhetnek génszakaszokba, ezzel azokat elrontva. Az elrontás viszont okozhat fenotípusváltozást, amely adaptív lehet (megjegyzem nem csak rombolnak a transzpozonok, nagyban hozzájárulnak a génszabályzás evolúciójához).

A cortex génnel az a gond, hogy a legismertebb rovarban, az ecetmuslincában (Drosophila melanogaster) a sejtosztódás egy szabályozója. Mi köze lehet a sejtosztódásnak és a szárnyszínnek / mintázatnak? Itt jön be az, hogy a modell állatok, mint az ecetmuslinca fontosak, de félrevezetőek is lehetnek. Azért mert ecetmuslincában nincs a génnek hatása a szárnymintázatra, attól még más fajban lehet. Egyre több jel mutat arra, hogy a lepkéknél igenis befolyásolja a szárny mintázatát!

Különböző lepkék és formagazdagságuk, a változatokért felelős kromoszómarégióval. Ezek a régiók egy homológ régióhoz kötődnek, azaz mögöttük ugyan azon gén változatai vannak.

A cortex gén minden bizonnyal a lepkékben is sejtosztódást szabályozza, de ez a szárnypikkelyek fejlődésénél különböző formákat hoz létre. A gén különböző mértékben fejeződik ki a variánsok között.

A két, egymás mellett megjelent tanulmány jól kiegészíti egymást. Mindkettő ugyan azon gén felelősségét mutatja ki a szárnymintázat kialakításában. Az egyik egy fajra koncentrál, míg a másik több, egy rovarrenden belüli, fajt vizsgál. Mindkettő alkalmazott szekvenciaanalízis csakúgy, mint az átíródás mértékének vizsgálatát. S végül mindkettő ugyan arra a következtetésre jutott: a cortex gén felelős a formaváltozatokért.

Hivatkozott irodalom

• Nadeau, N. J., Pardo-Diaz, C., Whibley, A., Supple, M. A., Saenko, S. V., Wallbank, R. W. R., Wu, G. C., Maroja, L., Ferguson, L., Hanly, J. J., Hines, H., Salazar, C., Merrill, R. M., Dowling, A. J., ffrench-Constant, R. H., Llaurens, V., Joron, M., McMillan, W. O. és Jiggins, C. D. 2016. The gene cortex controls mimicry and crypsis in butterflies and moths. Nature 534(7605): 106-110
• Hof, A. E. v. t., Campagne, P., Rigden, D. J., Yung, C. J., Lingley, J., Quail, M. A., Hall, N., Darby, A. C. és Saccheri, I. J. 2016. The industrial melanism mutation in British peppered moths is a transposable element. Nature 534(7605): 102-105