Kelebeklerin kanat pullarının pigmentleri ve ince yapıları sonucunda, böceğin kamufle olmasına ya da eş çekebilmesine yardımcı olan renk mozaikleri ve desenler oluşur. 3 Temmuz 2018 tarihli Cell Reports dergisinde yayımlanan bir makalede, bilimciler kelebeklerde rastlanan çok sayıda farklı renk ve desenin, nasıl olup da sadece birkaç tane pigment genine bağlı olarak ortaya çıkabildiğini gösterdi. Ekip, Doğu Afrika'da yaşayan Bicyclus anynana türü kelebeğin kanat renkleri üzerinde oynama yapmak için CRISPR-Cas9 genom düzenleme aracını kullandı. Bunun sonucunda, renklerin yanı sıra pulların yüzey yapılarının ve sertliklerinin de değiştiğini saptadılar. Bu durum, pigmentasyon genlerinin, kanat pulu oluşumundaki ikili rolünü gösteriyor.
"Yaptığımız çalışma, kanat pullarının renginin ve yapısının yakından ilişkili olduğuna işaret ediyor, çünkü pigment molekülleri bir yandan da pulların yapısını etkiliyor. Kelebeğin kanat pigmentlerini üreten melanin yolağındaki bazı son ürünler, hem pul renkliliğinde, hem de pul biçiminde rol oynuyor," diyor Singapur Ulusal Üniversitesi'nden ekibin deneyimli üyesi Antónia Monteiro.
Doktora sonrası araştırmacısı Yuji Matsuoka, B. anynana türü kelebeğin pigment genlerinin 5 tanesini, CRISPR-Cas9 kullanarak devre dışı bıraktı. Böylelikle, bu genlerin her birinin kelebeğin kanat rengine katkısını daha iyi anlamayı amaçlıyordu. Şaşırtıcı bir şekilde, mutasyonlar kanat pullarının yapısını da değiştirdi. Bir mutasyon dopa-melanin pigmentinin üretimini engellediğinde, fazladan bir kitin katmanı, yani dış iskeletin lifli bir bileşeni, kanat pulunun üst yüzeyinde yatay olarak oluştu. Başka bir mutasyon dopamin-melanin pigmentinin üretimini engellediğinde ise dikey kitin yaprakları belirdi.
"Bazı kelebeklerin parlak renk tonlarına sahip olmasının nedeni, pullarının üzerinde, gelen ışıkla girişim yapan ve yapısal renkler olarak bilinen (karşılık gelen pigmentleri üretmeden) gölgeler oluşturan ince kitin filmlerin olması olabilir. Kitin katmanının üst ve alt yüzeylerinden yansıyan ışık demetleri, birbirleriyle girişim yapabilir ve filmin kalınlığına bağlı olarak belirli renkler ortaya çıkarabilir; dolayısıyla bulgularımız bu bağlamda ilginç olabilir," diyor Monteiro.
Kanat renkleri ve desenleri, kelebeklerin avcılarından saklanmasını sağlaması ve potansiyel eşlere sinyal vermesi açısından büyük önem taşır. Eğer laboratuvarda kontrollü olarak oluşturulan söz konusu mutasyonlar doğal bir şekilde gerçekleşse, bu böceklerin sağ kalmalarını ve üremelerini tehlikeye atabilirdi. "Kelebek renkleri her zaman ya pigmentsel ya da yapısal olarak tanımlanır; ama bizim çalışmamız renk üretiminin bu iki biçiminin ikisinin birden evrimini kısıtlayabilen ilk aday genleri tanımlıyor," diyor Monteiro.
"Yaptığımız çalışma, kanat pullarının renginin ve yapısının yakından ilişkili olduğuna işaret ediyor, çünkü pigment molekülleri bir yandan da pulların yapısını etkiliyor. Kelebeğin kanat pigmentlerini üreten melanin yolağındaki bazı son ürünler, hem pul renkliliğinde, hem de pul biçiminde rol oynuyor," diyor Singapur Ulusal Üniversitesi'nden ekibin deneyimli üyesi Antónia Monteiro.
Doktora sonrası araştırmacısı Yuji Matsuoka, B. anynana türü kelebeğin pigment genlerinin 5 tanesini, CRISPR-Cas9 kullanarak devre dışı bıraktı. Böylelikle, bu genlerin her birinin kelebeğin kanat rengine katkısını daha iyi anlamayı amaçlıyordu. Şaşırtıcı bir şekilde, mutasyonlar kanat pullarının yapısını da değiştirdi. Bir mutasyon dopa-melanin pigmentinin üretimini engellediğinde, fazladan bir kitin katmanı, yani dış iskeletin lifli bir bileşeni, kanat pulunun üst yüzeyinde yatay olarak oluştu. Başka bir mutasyon dopamin-melanin pigmentinin üretimini engellediğinde ise dikey kitin yaprakları belirdi.
"Bazı kelebeklerin parlak renk tonlarına sahip olmasının nedeni, pullarının üzerinde, gelen ışıkla girişim yapan ve yapısal renkler olarak bilinen (karşılık gelen pigmentleri üretmeden) gölgeler oluşturan ince kitin filmlerin olması olabilir. Kitin katmanının üst ve alt yüzeylerinden yansıyan ışık demetleri, birbirleriyle girişim yapabilir ve filmin kalınlığına bağlı olarak belirli renkler ortaya çıkarabilir; dolayısıyla bulgularımız bu bağlamda ilginç olabilir," diyor Monteiro.
Kanat renkleri ve desenleri, kelebeklerin avcılarından saklanmasını sağlaması ve potansiyel eşlere sinyal vermesi açısından büyük önem taşır. Eğer laboratuvarda kontrollü olarak oluşturulan söz konusu mutasyonlar doğal bir şekilde gerçekleşse, bu böceklerin sağ kalmalarını ve üremelerini tehlikeye atabilirdi. "Kelebek renkleri her zaman ya pigmentsel ya da yapısal olarak tanımlanır; ama bizim çalışmamız renk üretiminin bu iki biçiminin ikisinin birden evrimini kısıtlayabilen ilk aday genleri tanımlıyor," diyor Monteiro.
Kaynak ve İleri Okuma
- Cell Reports, Matsuoka & Monteiro: "Melanin pathway genes regulate color and morphology of butterfly wing scales" http://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(18)30873-8
- Phys.org, "Scientists use CRISPR to tweak butterfly wing color, change wing scale surface structure" https://phys.org/news/2018-07-scientists-crispr-tweak-butterfly-wing.html
Etiket
Projelerimizde bize destek olmak ister misiniz?
Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.
Destek Ol
Yorum Yap (0)
Bunlar da İlginizi Çekebilir
18 Şubat 2016
Hangi Lamba Tipi Böcekleri Daha Çok Cezbediyor
28 Kasım 2017
Sinekler Sandığımızdan Daha Tehlikeli Olabilir
13 Ağustos 2015
Sinek Larvası Beyin Aktivitesi Görüntülendi
21 Mart 2018
Arı Sütü, Kraliçe Larvaların Yere Düşmesini Önlüyor
01 Eylül 2017
Arı Sütü İçmek Değil, Arı Ekmeği Yememek Taç Giydiriyor
09 Kasım 2014
Sayborg Karafatmalar Sese Doğru Yürüyor