Поразительное открытие генома в рамках проекта по изучению бабочек выявило влияние изменения климата в Европе

Проект по изучению всех 11 000 видов бабочек и мотыльков обнаружил «два вида в процессе создания одного»

У голубого мелового холма есть несколько удивительных претензий на славу. Для начала, это одна из самых красивых бабочек Великобритании, которую можно увидеть, когда она порхает над лугами южной Англии летом.

Затем у них есть тесная и необычная связь с муравьями. Гусеницы Lysandra coridon , которые встречаются по всей Европе, выделяют тип медвяной росы, которую муравьи доят и которая дает им энергию. Взамен они получают защиту в ячейках под землей, специально созданных для них муравьями. В результате голубые меловые муравьи процветают, хотя их численность сейчас находится под угрозой .

Это необычный каталог особенностей, к которому ученые теперь внесли поразительное дополнение благодаря новому новаторскому проекту, известному как Psyche , цель которого — секвенировать геномы всех 11 000 видов бабочек и мотыльков в Европе и детально изучить, как изменение климата и утрата среды обитания влияют на них.

В рамках проекта Psyche ученые обнаружили, что в зависимости от местоположения клетки меловой голубой имеют разное количество хромосом — пакетов ДНК, содержащих их генетический код. В южной Европе у них всего 87 хромосом, и они добавляют их по одной по мере продвижения на север, пока не достигнут своей северной границы, где меловая голубая имеет 90 хромосом.

«Это полностью противоречит догме, утверждающей, что у данного вида есть определенное количество хромосом», — заявила биолог-эволюционист Шарлотта Райт из Института Уэллкома Сенгера недалеко от Кембриджа.

«Почему это меняется в синем цвете меловых холмов, интересно. Очевидно, что по мере того, как он перемещался в Европе по мере отступления ледников с конца последнего ледникового периода, он добавлял хромосому за хромосомой, продвигаясь на север. Это удивительное наблюдение».

Эту точку зрения поддержал Марк Блакстер, который также работает в Институте Уэллкома Сэнгера. «Если мы оглянемся на миллион лет назад или около того, мы сможем сказать, когда два вида отделились от одного родителя. Но как это происходит? А точнее, как мы можем определить, что происходило в то время? Вероятно, именно это мы и видим здесь. Мы видим два вида в процессе создания из одного. Мы проливаем свет на эволюцию в действии».

Исследования проекта Psyche проводятся в Институте Wellcome Sanger в сотрудничестве с шестью другими ведущими европейскими исследовательскими центрами, включая Университет Оулу, Финляндия, и Институт эволюционной биологии в Барселоне. Проект назван в честь греческой богини души, которая, как говорят, получила крылья бабочки от Зевса и обычно изображалась древними греками в окружении бабочек.

До развития современной геномики взаимоотношения между мотыльками и бабочками вызывали серьезные споры. «Однако ДНК-технология ясно показала, что бабочки по сути являются подгруппой мотыльков, хотя и более красочными», — сказал Райт.

Десятая часть всех названных видов на Земле — это мотыльки или бабочки, и они уникально чувствительны к изменениям в среде обитания, температуре и растениях, на которых они процветают, добавил Блакстер. «Это означает, что чем больше мы знаем о них, тем лучше мы будем информированы об изменениях, влияющих на природный мир в целом. Изменения, влияющие на меловую голубизну, являются прекрасным примером этих знаний».

Его набор хромосом от 87 до 90 может показаться экстремальным по сравнению с 23 парами, которыми обладают люди. Однако, по словам ученых, большое количество этих генетических пакетов распространено среди мотыльков и бабочек, а рекорд принадлежит другой синей бабочке, виду Polyommatus atlanticus . Она обладает ошеломляющим набором из 229 хромосом.

Еще один интригующий пример жизни чешуекрылых — бабочка Xerces blue, которая недавно вымерла. Изучая образцы из музейных коллекций, ученые определили — путем изучения ее геномов — что вид стал высокоинбридинговым и уязвимым.

«Это исследование проводилось в США, но цель Psyche — таким же образом выявить другие уязвимые виды в Европе и предложить наилучшие цели для вмешательства с целью их спасения», — добавил Райт. «Геном — идеальная отправная точка для понимания того, насколько хорошо организм себя чувствует в своей среде».

Бабочки и моли являются важными опылителями растений, а также основным источником пищи для птиц, поэтому их выживание важно, добавил Райт. «Это исследование голубого неба, которое может иметь очень практические результаты».

Источник: https://www.theguardian.com/environment/article/2024/aug/11/genome-discovery-butterfly-project-impact-climate-change-europe-moths