Биология

Жук отращивает «рога» благодаря похожему на инсулин белку

URSchmidt/Wikimedia Commons

Японские ученые продемонстрировали, что инсулиноподобный белок у мучного рогатого хрущака регулирует рост верхних челюстей. О первом доказательстве связи полового отбора с таким белком при разных условиях среды подробно рассказывает статья в журнале PLOS Biology.

Инсулиноподобные белки и факторы роста играют важную роль в развитии и метаболизме. Среди беспозвоночных гроза мукомольной промышленности — рогатый хрущак Gnatocerus cornutus — далеко не одинок: у дрозофил таких белков восемь, у гороховых тлей десять, а у тутового шелкопряда более 40. Однако назначение этих белков не всегда легко установить в лабораторных экспериментах, ведь на проявление многих характеристик влияют также и условия среды. Исследователи из Токийского столичного университета, Токийского университета, Калифорнийского университета и Университета Окаямы изучили влияние инсулиноподобных белков на развитие мучного хрущака, особенно на рост его «рогов».

По-научному эти выросты на головном сегменте жука называют мандибулами, а с биологической точки зрения их правильнее считать верхними челюстями. Они присутствуют только у самцов и нужны для защиты от врагов, но в первую очередь — для сражений за самку, поэтому этот признак напрямую связан с успешным размножением и регулируется половым отбором. Огромные мандибулы — яркая черта, которую легко измерить. К тому же их размер обычно пропорционален величине тела и зависит от условий среды: в предыдущих экспериментах личинки с плохим питанием были меньше, а повзрослев, отращивали совсем скромные мандибулы. Все это сделало «рога» жука идеальной моделью для изучения молекулярных механизмов полового отбора в разных условиях среды.

Разница в размере мандибул у жуков с нормальной (слева) и сниженной (справа) активностью гена, отвечающего за синтез белка ILP2

Tokyo Metropolitan University

В новом исследовании ученые нашли у жука пять генов, GcorILP1 — GcorILP5, которые кодируют пять инсулиноподобных белков, ILP1 — ILP5 соответственно. Биологи обнаружили, что у хорошо питавшихся крупных личинок перед стадией куколки повышается производство белка ILP2. Особенно много его накапливалось в жировом теле, где насекомые запасают питательные вещества, что оказалось одной из причин связи признака с количеством пищи. При помощи РНК-интерференции ученые снизили синтез белка ILP2 с гена GcorILP2 и увидели, что огромные мандибулы у таких жуков уже не вырастают, даже если ели они вдоволь.

Этот пример показывает, какие разнообразные роли могут достаться инсулиноподобным белкам и каково их место в сложном процессе развития организма и эволюции в целом. Половой отбор и среда вместе создают уникальные условия, в которых проявляется каждый конкретный признак. И это не говоря уже о том, что в вопросах привлекательности размер мандибул и умение сражаться не всегда будут решающими факторами. Согласно предыдущим исследованиям на мучных хрущаках, самки скорее предпочтут умелого ухажера, чем сильного бойца.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.