珠宝甲虫看到新颜色复制他们的基因

珠宝甲虫是惊人的昆虫,很容易被其鲜艳的色彩和金属光泽。拥有大型、成熟的眼睛,珠宝甲虫使用视觉和颜色不同的行为,包括寻找伴侣和寄主植物。

在昆虫不同于我们自己的色觉。特殊的基因让许多昆虫看到紫外线(UV)光以及蓝色和绿色。一项新的研究由卡米拉·夏基Wardill实验室的一个博士后的大学生物科学,研究复杂的进化历史珠宝甲虫的愿景。研究小组包括豪尔赫·布兰科,以前Wardill实验室,现在在马里兰大学,内森路易斯安那州立大学的主,和特雷福Wardill,哥伦比亚广播公司(CBS)助理教授。

先前的研究Sharkey博士表明,现代甲虫的进化之前,他们的祖先丢失的能力看到蓝光大约3亿年前。这可能是甲虫的结果成为夜间或祖先生活在光线暗的条件下。之后,随着甲虫多样化,他们进化祖先基因的副本,让他们看到了紫外光谱和绿色。这些重复的基因可能会进一步发展,实现新的部分的颜色光谱可见以及允许更复杂和多样的颜色信号。

研究人员想知道重复基因进化,使甲虫,他们的祖先不能看到颜色。自珠宝甲虫很难保持在实验室,他们复制的基因插入到果蝇,取代正常视觉的基因。使用电生理学,他们测试了色彩敏感每个基因产生的苍蝇。然后他们寻找可能构成的颜色变化敏感性基因变化使用3 d蛋白质建模。研究发现:

• 珠宝甲虫已经进化出额外的蓝色和橙色敏感性通过复制和发展他们的紫外线和绿色视觉基因。
• 这使得复杂tetra-chromatic颜色对紫外线敏感,蓝色,绿色和橙色波长的光,类似颜色的敏感性色彩斑斓的鸟。
• 新进化的基因变化与颜色检测未发现转移敏感性预测当视觉基因被修改和重新测试。

所有珠宝甲虫物种研究迄今为止的四种不同的基因类型孤立的研究,表明所有珠宝甲虫可能复杂的色彩敏感。根据萨基,“下一步是确定特定类型的颜色视觉可以从基因预测和如何使用颜色视觉昆虫更好地管理和授粉昆虫害虫,从而提高作物生产。”

研究人员也希望了解珠宝甲虫色彩敏感的分子基础,这将提供一个基础预测昆虫色彩敏感基因序列。

参考:夏基CR,布兰科J, NP勋爵Wardill TJ。珠宝甲虫复制和分歧视蛋白的不同光谱敏感性的机制。摩尔生物和另一个星球。40 2023;(2):msad023。doi:10.1093 / molbev / msad023

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