Υπάρχουν περίπου 20.000 είδη πεταλούδων που κυματίζουν στον ουρανό σε όλο τον κόσμο-καθένα με μοναδικά όμορφα φτερά γεμάτα με κηλίδες, ρίγες, χρώματα και άλλα σε φαινομενικά κάθε φανταστικό μοτίβο. Οι επιστήμονες έχουν από καιρό θεωρήσει ότι αυτά τα περίπλοκα σχέδια διέπονται από μια εξίσου περίπλοκη σειρά γονιδίων, παρόμοια με χαρακτηριστικά όπως το ανθρώπινο χρώμα των ματιών. Αλλά νέες έρευνες δείχνουν ότι δεν μπορεί να συμβεί.
Σε δύο σχετικές μελέτες που δημοσιεύθηκαν αυτήν την εβδομάδα στα Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών, οι ερευνητές εντόπισαν μόνο δύο γονίδια που διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην κατασκευή πτερυγίων όπως φαίνεται. Είναι το πρώτο βήμα προς τους επιστήμονες να αποκτήσουν τη δυνατότητα να ζωγραφίζουν τα ίδια τα φτερά των πεταλούδων.
Για να προσδιοριστεί ο τρόπος λειτουργίας αυτών των γονιδίων, οι επιστήμονες προσπάθησαν να παρεμβαίνουν στο σχεδιασμό των πτερυγίων, αναφέρει ο Rachael Lallensack για τη Φύση . Χρησιμοποιώντας το σύστημα επεξεργασίας γονιδίων CRISPR-Cas9 - το οποίο λειτουργεί σαν ένα ζευγάρι γενετικών ψαλιδιών - οι ερευνητές απενεργοποίησαν αυτά τα γονίδια στα αυγά διαφόρων ειδών για να δουν τι επίδραση είχαν στην εμφάνιση των πτερυγίων των πεταλούδων.
"Φανταστείτε μια εικόνα με μια πεταλούδα", δήλωσε ο Owen McMillan, ζωολόγος στο Ινστιτούτο Tropical Research Smithsonian. "Οι οδηγίες για το χρωματισμό της πτέρυγας γράφονται στον γενετικό κώδικα.Με τη διαγραφή κάποιων από τις οδηγίες, μπορούμε να συμπεράνουμε ποιο μέρος λέει" ζωγραφίστε τον αριθμό δύο κόκκινα "ή" ζωγραφίστε τα μαύρα. "
Τα αποτελέσματα μιας από τις νέες μελέτες, που συγγραφεί από τον McMillan, δείχνουν πόσο ένα από τα γονίδια ελέγχου, γνωστά ως WntA, ελέγχει τον "ζωγραφισμό". Οι πεταλούδες με το γονίδιο με ειδικές ανάγκες φαίνονταν πολύ διαφορετικές από τους συνηθισμένους αδελφούς τους - τα χρώματα εμφανίζονται σπογγώδη, που δεν περιέχονται πλέον σε σφιχτά μοτίβα. Και κάποια από τα σημάδια εξαφανίστηκαν, αναφέρει ο Ben Guarino για την Washington Post . Το WntA φαίνεται να θέτει τις βάσεις για τα σχέδια των φτερών στο κουκούλι, ενώ οι πεταλούδες είναι ακόμα κάμπια. Έτσι, η απομάκρυνση από την επιτροπή αφήνει τα φτερά χωρίς ένα σχέδιο κατά τη διάρκεια της ανάπτυξής τους.
Αν το WntA καθορίσει τις γραμμές για τα φτερά, τότε το γονίδιο "optix" είναι η βούρτσα ζωγραφικής που τα γεμίζει, αναφέρει ο Νίκολας Γουέιντ για τους New York Times . Σε άλλη μελέτη, οι ερευνητές κατέδειξαν σε πολλά είδη ότι η απενεργοποίηση του γονιδίου προκάλεσε την εξαφάνιση πολλών χρωμάτων πτέρυγας, γράφει ο Lallensack. Οι ερευνητές σκοπεύουν να μελετήσουν και τα δύο γονίδια για να δουν πώς εξελίχθηκαν για να φτάσουν στους σημερινούς τους στόχους σε διάφορα είδη πεταλούδων.
