Как один цветок менял свой цвет в ходе эволюции

Яркие красивые цветки служат растениям для привлечения опылителей на протяжении многих миллионов лет. Окраска цветков одного и того же растения могла меняться в зависимости от отношений с окружающей средой и генетических мутаций. Одно современное исследование рассматривает этот процесс на примере губастика — известного прибрежного растения, которое также называют «обезьяним цветком».

Род Губастик (Mimulus) известен своими пестрыми цветками разнообразных оттенков, и, по словам ученых, за этим буйством красок скрывается долгая история эволюционных изменений. Около 5 миллионов лет назад губастики утратили желтые пигменты и склонились в сторону розовых оттенков, что на тот момент помогло привлечь пчел. Однако, через какое-то время потомки этих растений накопили мутации в гене под названием YUP, из-за чего к ним вернулась способность вырабатывать желтый пигмент, что привлекло новых опылителей (колибри) и даже вылилось в появление нового вида.

Теперь ученые из нескольких институтов Китая и США провели исследование, чтобы выяснить, какая часть генома отвечала за изменение окраски цветков в ходе эволюции. В ходе работы у нескольких близкородственных видов губастиков в определенной части генома была обнаружена группа генов (в том числе вышеупомянутый YUP), которой не было у других видов. Анализ показал, что эти участки наследственной информации были дубликатами других генов, которые, в свою очередь, были не связаны с цветом. Однако, в отличие от «оригиналов», «копии» по какой-то причине напрямую влияли на окраску. В частности, выяснилось, что YUP подавляет работу гена, отвечающего за выработку желтого пигмента. Иными словами, наследственные изменения не только дали ограниченной группе губастиков своеобразную окраску, но и сделали их уникальными в генетическом отношении и помогли дифференцироваться в отдельные виды.

Интересно, что решение изучить функции уникальных генов было принято не сразу, потому что никто не предполагал, что их работа может быть как-то связана с цветом. Но, как показало исследование, ответы на вопросы могут найтись там, где ждешь их меньше всего.