Cum pot unele animale să mănânce fluturi Monarh fără să moară? Misterul a fost în sfârșit elucidat

Toxinele otrăvitoare ale plantelor cunoscute drept lăptuci par să fi cauzat o cascadă evolutivă prin mai multe straturi ale lanțului trofic, provocând aceeași mutație genetică în gândaci, viermi, șoareci și păsări.

Fluturii Monarh au fost printre primele insecte descoperite cu această mutație genetică, fapt ce le permite să se hrănească cu glicozide cardiace toxice produse de lăptuci (Apocynaceae) fără să moară. În schimb, aceste toxine sunt izolată în anumite părți din corpul fluturilor, acționând ca un mecanism de apărare împotriva prădătorilor.

• Cercetătorii cred că ochii vertebratelor au fost inițial un singur ochi în vârful capului
• Cum se împerechează caracatițele: un braț care găsește și fertilizează femela

Un astfel de prădător este „black-headed grosbeak” (Pheucticus melanocephalus), o pasăre cunoscută pentru migrația sa în Mexic pe timpul iernii, acolo unde se delectează cu fluturi Monarh.

Oamenii de știință suspectează de mult timp că această pasăre este specială tocmai pentru că este capabilă să mănânce aceste insecte otrăvitoare fără să moară, iar acum se pare că animalul a evoluat câteva dintre mecanismele de protecție dobândite de prada sa.

Toxinele din lăptuci pot bloca gene și cauza haos în corp

Atunci când genomul păsării a fost publicat anul trecut, cercetătorii au început să caute aceleași mutații văzute la fluturii Monarh.

În cele din urmă, savanții au reușit să găsească două dintre cele trei mutații genetice prezente la fluturii Monarh în genele responsabile cu aportul de sodiu și eliminarea potasiului din celulele corpului. Toxinele din lăptuci pot bloca aceste gene și cauza haos în corp.

Animalele cu inimi, cum ar fi păsările și oamenii, pot muri de insuficiență cardiacă dacă suficient de multă toxină este consumată. Așadar, mutațiile din aceste gene ar putea fi necesare pentru supraviețuire dacă masa ta principală constă în toxine din lăptuci.

Chiar mai surprinzător este faptul că cercetătorii au reușit să identifice aceste mutații ale genomului în multiple straturi ale lanțului trofic. Spre exemplu, viespea parazit Trichogramma pretiosum, care se hrănește cu ouă de fluturi Monarh, are două mutații în aceleași gene responsabile pentru sodiu, la fel ca fluturii.

De asemenea, rozătoarele Peromyscus maniculatus, care se hrănesc cu fluturi Monarh, dețin toate cele trei mutații genetice, la fel ca și viermii cilindrici Steinernema carpocapsae, care trăiesc în solul din jurul lăptucilor, scrie Science Alert.

„Este remarcabil faptul că evoluția convergentă a avut loc la nivel molecular în toate aceste animale”

Astfel, rezultatele sugerează că cel puțin două substituții au fost necesare în gene pentru a permite animalelor să consume fluturi Monarh, deși această ipoteză trebuie confirmată prin experimente genetice.

„Este remarcabil faptul că evoluția convergentă a avut loc la nivel molecular în toate aceste animale. Toxinele din plante au cauzat schimbări evolutive în cel puțin trei niveluri ale lanțului trofic”, a precizat Simon Niels Groen, biolog la Universitatea din Riverside, California.

Faptul că toate aceste animale sunt rude îndepărtate mai sugerează că această luptă între prădător și pradă are rădăcini evolutive adânci. Toxinele din plante, cu alte cuvinte, ar fi cauzat un efect de domino al mutațiilor asupra multiple niveluri din lanțul trofic.

Vă mai recomandăm să citiți și:

Cum au ajuns cercetătorii să elibereze accidental fluturi infectați de viespi parazitare

Scăderea record a speciilor de fluturi din Marea Britanie îi nedumerește pe oamenii de știință

Efectul advers al încercării de a salva o specie. Fluturii monarhi născuţi în captivitate îşi pierd o capacitate importantă

Fluturii şi moliile trăiau şi în urmă cu 200 de milioane de ani, în aceeaşi perioadă cu primii dinozauri