Новый генетический переключатель контролирует половой диморфизм глаз у медоносных пчёл
Исследователи из Университета Генриха Гейне в Дюссельдорфе (HHU) под руководством профессора Мартина Байе идентифицировали новый ген у медоносных пчёл, ответственный за диморфное строение глаз у самцов и самок. Результаты и эволюционно-генетические выводы представлены в журнале Nature Communications.
Суть открытия
У медоносных пчёл (Apis mellifera) наблюдается выраженный половой диморфизм глаз:
- Самцы (трутни) имеют очень большие фасеточные глаза, что помогает им находить матку во время брачных полётов.
- Самки (рабочие пчёлы) обладают маленькими фасеточными глазами, достаточными для ориентации и поиска цветов.
Исследователи проанализировали весь геном пчелы и обнаружили новый ген, названный "glubschauge gene". Этот ген регулирует полоспецифичную морфологию глаз.
Экспериментальное подтверждение
С помощью метода CRISPR/Cas9 учёные:
- Выключили ген у самок → у них развились глаза, характерные для самцов.
- Добавили ген самцам → у них развились глаза, характерные для самок.
Таким образом, был идентифицирован новый ген-регулятор развития (транскрипционный фактор), возникший в ходе эволюции.
Эволюционный механизм
Эволюционный анализ последовательностей показал, что полоспецифичная функция этого гена возникла в ходе эволюции перепончатокрылых. Ключевой вывод:
"Сначала возникла полоспецифичная экспрессия гена, и лишь затем — его функция в развитии. Изначальная полоспецифичная регуляция ограничила последующие изменения развитием только одного пола."
Это решает давнюю загадку эволюционной биологии, демонстрируя молекулярный путь, по которому может возникать половой диморфизм, без того чтобы преимущество у одного пола автоматически создавало недостаток у другого.
Значение исследования
Открытие показывает, как разнообразие вторичных половых признаков может регулироваться в процессе развития: для каждого признака используется отдельная генетическая "программа инструкций", а не общая инструкция для организма в целом.