Эти различия в продолжительности жизни, размерах и репродуктивном возрасте известны как жизненные стратегии, и они эволюционировали с течением времени, когда организмы приспосабливались к окружающей среде.

Эволюционные биологи давно хотели понять, какие факторы способствуют эволюции и поддержанию нескольких альтернативных стратегий жизненного цикла (ALHS) у видов, которые приводят к адаптации и появлению новых признаков. Новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances, не только показало, что ALHS у бабочек Colias имеет древнее происхождение, но и определило механизмы, способствующие сохранению этой стратегии на протяжении миллионов поколений.

Бабочки Colias — это группа разноцветных бабочек, встречающихся почти на всех континентах и отличающихся яркой оранжевой или желтой окраской крыльев как у самцов, так и у самок. Однако примерно у одной трети из 90 видов Colias часть самок имеет крылья белого цвета, называемые морфой Альба. Это изменение окраски, по-видимому, является компромиссом в том, как самки инвестируют запасы энергии, накопленные в стадии гусеницы.

Во время превращения в бабочку самки либо тратят эти резервы на то, чтобы сделать оранжевые крылья и стать очень привлекательными для самцов, либо они не делают никакого цвета (Alba) и используют эти ресурсы, чтобы иметь больше потомства. Таким образом, Alba — это не просто вариант окраски, а визуальное представление ALHS, уникального для самок бабочек Colias.

Международная команда под руководством исследователей из Стокгольмского университета использовала различные геномные анализы, чтобы определить генетическую основу ограниченной для самок Alba ALHS, а затем вписать это открытие в эволюционные рамки. Эксперты установили, что Alba эволюционировала однократно близ последнего общего предка в роду, более 1,2 миллиона поколений назад.

Их результаты также свидетельствуют о том, что аллели Alba и оранжевые аллели поддерживались среди видов внутри рода посредством потока генов среди гибридизирующихся видов (интрогрессия) и сбалансированного отбора внутри вида. Генетической основой аллели Альба, по-видимому, является регуляторная область в ДНК — эту гипотезу исследователи проверили с помощью CRISPR/Cas9 метода мутагенеза, который подтвердил, что аллель Alba является модульным усилителем для индукции аллели Alba ALHS.

Эти результаты имеют большое значение, поскольку они позволяют лучше понять, как эволюционируют характеристики жизненной истории, предполагая, что некоторые стратегии, используемые разными видами, на самом деле могут иметь общую генетическую основу.

Изучая происхождение и эволюционную динамику ALHS, мы надеемся углубить понимание того, как эволюционируют новые черты и жизненные истории, что в конечном итоге поможет нам понять условия, которые породили разнообразие видов, наблюдаемое сегодня,

— заключил Калле Тунстрем, аспирант кафедры зоологии Стокгольмского университета и ведущий автор исследования.