[PHYS ORG] 보석 딱정벌레는 유전자를 복제하여 새로운 색상을 볼 수 있도록 진화합니다.

보석 딱정벌레는 눈에 띄는 곤충으로 선명한 색상과 금속 광택으로 쉽게 알아볼 수 있습니다. 크고 잘 발달된 눈을 가진 보석 딱정벌레는 짝과 숙주 식물을 찾는 것을 포함하여 다양한 행동을 위해 시각과 색상을 사용합니다.

곤충의 색각은 우리의 색각과 다릅니다. 특수 유전자는 많은 곤충들이 파란색과 녹색뿐만 아니라 자외선(UV)을 볼 수 있도록 합니다. 생물학 대학 Wardill Lab의 박사후 연구원인 Camilla Sharkey가 이끄는 새로운 연구는 복잡한 진화 역사를 조사했습니다. 보석 딱정벌레‘ 비전. 연구팀에는 이전에 Wardill Lab에서 현재 메릴랜드 대학교에 있는 Jorge Blanco, 루이지애나 주립 대학교의 Nathan Lord, CBS의 조교수인 Trevor Wardill이 포함되었습니다.

새로운 연구는 분자생물학과 진화.

이전 연구 Sharkey 박사는 현대 딱정벌레가 진화하기 전에 그들의 조상이 약 3억년 전에 청색광을 볼 수 있는 능력을 상실했음을 보여주었습니다. 이것은 딱정벌레 조상이 야행성이 되거나 낮은 조명 조건에서 생활한 결과일 수 있습니다. 나중에 딱정벌레가 다양해짐에 따라 UV 및 녹색 스펙트럼을 볼 수 있는 조상 유전자의 복제본을 진화시켰습니다. 이러한 복제 유전자는 더욱 진화하여 색상 스펙트럼의 새로운 부분을 볼 수 있게 하고 더 복잡하고 다양한 색상 신호를 볼 수 있게 합니다.

연구자들은 복제 유전자가 진화하여 딱정벌레가 그들의 조상이 볼 수 없었던 색을 볼 수 있게 되었는지 알고 싶어했습니다. 보석 딱정벌레는 실험실에서 기르기가 어렵기 때문에 유전자를 복사하여 초파리에 삽입하여 정상적인 시각 유전자를 대체했습니다. 전기 생리학을 사용하여 그들은 파리에서 생성된 각 유전자의 색 민감도를 테스트했습니다. 그런 다음 3D 단백질 모델링을 사용하여 색 민감도 변화의 기초가 될 수 있는 유전적 변화를 찾았습니다. 연구 결과는 다음과 같습니다.

• 보석 딱정벌레는 UV 및 녹색 시각 유전자를 복제하고 진화하여 파란색과 주황색 감도를 추가로 진화시켰습니다.
• 이를 통해 다채로운 새의 색상 감도와 유사하게 빛의 UV, 파란색, 녹색 및 주황색 파장에 대한 복잡한 4색 색상 감도를 사용할 수 있습니다.
• 색상 감지와 관련된 새로 진화된 유전적 변화는 시각 유전자가 수정되고 재검사되었을 때 예측된 대로 민감도를 이동시키는 것으로 밝혀지지 않았습니다.

지금까지 연구된 모든 보석 딱정벌레 종은 연구에서 분리된 네 가지 다른 유전자 유형을 가지고 있으며, 이는 모든 보석 딱정벌레가 아마도 복잡한 색상 감도를 가지고 있음을 시사합니다. Sharkey에 따르면 “다음 단계는 특정 유형의 색각을 예측할 수 있는지 결정하는 것입니다. 유전자 해충과 꽃가루 매개 곤충을 더 잘 관리하여 농작물 생산을 개선하기 위해 곤충이 색각을 사용하는 방법.”

연구자들은 또한 곤충 예측의 기초를 제공할 보석 딱정벌레 색 민감도의 분자적 기초를 이해하기를 희망합니다. 색상 유전자 서열의 민감도.