一些蛾和蝴蝶用來抵禦捕食者的標誌性眼點可能以不同的方式進化,從而洞察了這些昆蟲如何變得如此多樣。
一項新的研究操縱了蛾eyes的早期眼點發育,以測試這種翼狀圖案在蝴蝶和蛾中是否同樣發育。結果表明,即使在同一家族的蛾類中,眼點的潛在發育也有所不同,這表明蛾和蝴蝶獨立地進化了這些模式。
主要作者安德烈·蘇拉科夫(Andrei Sourakov)表示,影響眼點的形成方式可以更好地理解遺傳和環境在蛾和蝴蝶翅膀模式中的各自作用。
佛羅裡達博物館McGuire鱗翅目和生物多樣性中心的收藏家蘇拉科夫說:「超過2億年前,飛人偶然發現了非常成功的進化設計。」 「這是一個漫長的發展過程。很容易假設看起來相同的事物是相同的。但是大自然不斷找到一種用不同方法回答相同問題的方法。」
Sourakov和巴西坎皮納斯大學的生物學家萊拉·史萊伊(Leila Shirai)的合著者分析了Saturniidae家族中兩個物種的io和polyphemus蛾眼點的發育。儘管發現表明相同的信號通路是活躍的,但這兩種物種的眼點對這項研究的反應不同。研究人員還發現,飛蛾的翅膀模式發展始於它們的毛毛蟲,但在它們進入p期後才減慢,這一發現與以前的蝴蝶研究相呼應。
蘇拉科夫說,磨練眼點發育中涉及的信號通路(在蛾和蝴蝶中產生色素沉著和花樣的分子級聯)對於確定蛾和蝴蝶發育之間的異同至關重要。僅僅看DNA是不夠的。取而代之的是,科學家們需要確定表達基因後發生的情況,以查看看似相同的翼型是否真的相同。
「基因控制的變異看起來與環境誘導的變異相同,」 Sourakov說。「變異並不是真正地由基因本身產生的,而是由基因的中間產物產生的,在這種情況下,是分子途徑。」
Sourakov和Shirai的研究是在Sourakov 於2017年進行的一項研究的基礎上進行的,該研究表明血液中稀釋的肝素中的分子會影響蛾眼點的發育。
在這項新研究中,肝素引發了蛾眼點的各種變化,包括弄髒和比例改變。儘管存在相似的分子相互作用,但是io和多翅目蛾之間的變化卻不一致,這可能是由於它們的翅膀模式被基因定位的方式不同所致。
Sourakov和Shirai能夠通過在不同發育階段向毛毛蟲和p輸送不同劑量的肝素來檢測化p後機翼的發育是否暫停。他們還發現在化ation期間將眼斑組織移植到機翼的其他區域可能會引起圖案形成。
索拉科夫說,自然史收藏是揭示哪些機翼模式在基因上已經被抓住並在人群中變得可見的關鍵資源。
他說:「坦率地說,收藏是一切的起點和終點。」 「我們通常可以將集合視為進化的窗口,幫助我們了解哪些變化只是實驗室結果,而哪些變化實際上可以在自然界中觀察到。遺傳和物理特徵的變化是多樣性演變的工具箱,而多樣性是我們在博物館研究的內容。收藏幫助我們了解這一點。」