Ученые нашли генетический «переключатель», который помогает бабочкам менять узоры на крыльях в зависимости от сезона

Ученые из Национального университета Сингапура обнаружили простой ДНК-«переключатель», который позволяет тропическим бабочкам изменять размер глазчатых пятен на крыльях в зависимости от сезонных температур. Исследование проливает свет на эволюцию экологической пластичности.

У B. anynana при «отключении» гена Antp глазчатые пятна становятся меньше, причем эффект сильнее при высоких температурах. Автор: Tian Shen

Команда под руководством профессора Антонии Монтейру из Департамента биологических наук университета идентифицировала участок ДНК, помогающий бабочкам переключать узоры крыльев между сухим и влажным сезонами. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Ecology & Evolution 24 октября 2025 года.

«Многие тропические бабочки выглядят совершенно по-разному в зависимости от того, появляются ли они в сухой или влажный сезон. Африканская бабочка Bicyclus anynana, которую мы изучаем, — один из таких примеров», — отметила профессор Монтейру.

Во влажный сезон у этих бабочек развиваются более крупные глазчатые пятна на крыльях, а в сухой сезон пятна становятся мельче. Эти сезонные изменения повышают выживаемость в каждой из сред.

Спаривающаяся пара бабочек B. anynana сухого сезона (слева) и влажного сезона (справа). Автор: William Piel

В новом исследовании команда определила главный ген-регулятор под названием Antennapedia (Antp), который контролирует развитие глазчатых пятен у сатирид (бархатниц). Оказалось, что активность этого гена меняется в зависимости от температуры, при которой выращивались бабочки. «Отключение» гена у двух разных видов сатирид уменьшало размер пятен, особенно когда насекомых выращивали в более теплых условиях.

Простая генетическая схема, объясняющая изменение размеров глазчатых пятен у сатирид в ответ на температуру. Автор: Tian Shen

Исследователи также обнаружили ранее неизвестный ДНК-переключатель (промотер), который существует только у сатирид. Этот переключатель активирует ген Antp specifically в центральных клетках глазчатых пятен. Его блокировка снижала способность бабочек регулировать размер пятен в зависимости от температуры.

«Поразительно, что простая генетическая переключатель может лежать в основе сложной экологической чувствительности у целой группы насекомых. Эти открытия открывают дорогу для будущих исследований роли таких переключателей в формировании адаптаций», — заявил ведущий автор работы доктор Тянь Шэнь.

Ученые предполагают, что происхождение промотера Antp, подключение гена Antp к глазчатым пятнам и эволюция пластичности их размера в ответ на температуру произошли примерно в одно время — около 60 миллионов лет назад.