Любой, кто видел, как журчалки маневрируют в воздухе и, как вспышка, меняют направление, вероятно, был свидетелем попытки спаривания, в которой самец с захватывающей дух точностью преследует быстро движущуюся самку. Для выполнения этой специализированной визуальной задачи огромные сложные глаза журчалки состоят из 6000 отдельных граней. Есть специальные отдельные грани, направленные к небу, которые показывают особенно высокое разрешение.
Напротив, короеды, которые проводят большую часть своего времени, роясь в древесине, редко полагаются на визуальную информацию. Следовательно, у них развились очень маленькие глаза с максимум 300 гранями. «Это огромное разнообразие особенно впечатляет, потому что предыдущие сравнительные исследования показали, что развитие глаз насекомых, а также наших собственных глаз, контролируется очень похожими процессами и генами», – говорит доктор Нико Позниен из Геттингенского университета, ведущий специалист. исследования. "Особенно интересно понять, как перед лицом очень похожих генов может возникнуть такое разнообразие размеров и форм глаз.«Поскольку многие из белков, кодируемых генами, работают вместе в регуляторных сетях, чтобы контролировать развитие сложных органов, возникает вопрос, вызваны ли подобные различия в размере глаз изменениями на сопоставимых участках внутри сетей. В качестве модели для своего исследования исследователи использовали несколько видов рода Drosophila, в некоторых из которых мы определились как надоедливые плодовые мухи, встречающиеся на кухне каждого.
Вид дрозофилы, произрастающий на Маврикии, имеет на 250 граней больше, чем близкородственные виды. Хотя основные процессы развития очень похожи у обоих изученных видов, в их геномах были обнаружены многочисленные различия, которые могут объяснить наблюдаемые различия в размере глаз. Подробный анализ развития глаз у обоих видов предполагает, что изменения в важном центральном узле генной сети приводят к формированию значительно более крупных глаз у видов, обитающих на Маврикии. «Интересно, что в аналогичной работе с другими видами дрозофилы наблюдались изменения в совершенно разных узлах.
Таким образом, наши данные показывают, что различия в количестве граней могут быть вызваны очень разными механизмами », – резюмирует первый автор исследования доктор Элиза Бухбергер из Геттингенского университета.
«Новые данные предполагают, что различия в количестве отдельных глаз у разных видов дрозофилы возникали несколько раз независимо в процессе эволюции», – говорит д-р Микаэль Рейс. Он является первым автором исследования, опубликованного в прошлом году исследовательской группой Геттингена. В целом, работа Гёттингенской группы способствует лучшему пониманию эволюции сложных органов.
Некоторые из методов, установленных в этом исследовании, также могут быть применены к исследованиям в селекции животных и растений, в частности, для поиска изменений в геноме, которые влияют на сложные характеристики, такие как молочная продуктивность или размер плодов. «На следующем этапе мы хотели бы понять, влияют ли разные размеры глаз на зрение, и выяснить, связаны ли они с образом жизни различных видов мух», – говорит Позниен.