Descoperire genetică explică viziunea superioară a fluturilor pentru culori
Cercetătorii au identificat mecanismul genetic care le permite fluturilor să perceapă o gamă mult mai bogată de culori decât alte insecte, cum ar fi muștele. Studiu publicat în Science Advances arată că fluturii au reușit să adauge un al nouălea fotoreceptor în fiecare unitate a ochiului compus, o abatere de la modelul conservat timp de sute de milioane de ani la insecte.
Majoritatea insectelor au ochi formați din sute de lentile mici, fiecare cu un grup de opt celule fotosensibile, cunoscute sub numele de fotoreceptori. Fluturii sunt o excepție rară: au nouă astfel de celule, ceea ce le permite să navigheze vizual într-o lume cromatică mai bogată, să localizeze nectarul și să găsească parteneri. Echipa de cercetători, condusă de Michael Perry, profesor asociat la Universitatea din California San Diego, a descoperit că fluturii au extins viziunea coloră prin adăugarea unui al doilea fotoreceptor R7 în fiecare unitate a ochiului.
Pentru a testa dacă această schimbare genetică este suficientă în sine, oamenii de știință au recreat modificarea la musculița de oțet. Au activat un gen în celule care în mod normal îl țin oprit și au sincronizat procesul cu fereastra scurtă de formare a ochiului. Rezultatul a fost o musculiță care își dezvoltă ochii după planul fluturelui, cu nouă celule pe unitate, în loc de opt.
Un detector suplimentar de lumină ar fi inutil dacă creierul nu s-ar putea conecta la noile informații. Cercetătorii au presupus că adăugarea unui input senzorial precum un nou fotoreceptor ar necesita evoluția lentă a unui neuron partener. Spre surprinderea lor, nu a fost nevoie de nicio adaptare suplimentară. Creierul musculiței produce în mod regulat neuroni în exces, care mor dacă nu găsesc o conexiune. În cazul musculiței modificate, creierul a știut exact cum să gestioneze noul fotoreceptor, folosind neuronii „de rezervă”.
„Când le-am oferit acestor neuroni disponibili ceva cu care să se conecteze, au supraviețuit și s-au conectat corect — imediat — fără nicio altă modificare genetică”, a declarat Perry. „Cu alte cuvinte, creierul era pregătit înainte ca ochiul să ceară. Este un caz concret și rar în care evoluția folosește neuroni care altfel ar fi murit.”
Studiul oferă o perspectivă asupra modului în care insectele, cu un cadru cerebral flexibil, au putut acomoda noi inputuri și s-au adaptat prin evoluție la o nevoie emergentă în mediul lor: capacitatea sporită de a vedea plantele cu flori. Echipa a descoperit și un molișor care pare să fie la jumătatea aceleiași tranziții: jumătatea inferioară a ochiului său este asemănătoare fluturelui, cu două astfel de celule pe unitate, în timp ce jumătatea superioară este asemănătoare muștei, cu una singură. Acest lucru este aproximativ ceea ce te-ai aștepta dacă schimbarea a început într-o regiune a ochiului și s-a răspândit.
Echipa de cercetare explorează în continuare întrebări fără răspuns, cum ar fi dacă musculița modificată poate vedea într-adevăr culori mai intense datorită fotoreceptorului suplimentar, așa cum o fac fluturii.
