Nauka dla Społeczeństwa

07.12.2022
PL EN
03.10.2022 aktualizacja 11.10.2022

Naukowcy odnaleźli geny odpowiedzialne za czerwone ubarwienie piór ptaków

Papuzik czerwonolicy. Fot. Adobe Stock Papuzik czerwonolicy. Fot. Adobe Stock

Dwa geny odpowiadają za przetwarzanie barwników karotenoidowych w organizmach ptaków i nadają czerwony kolor upierzenia. Karotenoidy znajdują się też w światłoczułych strukturach oczu, zatem wpływają na sposób widzenia – wynika z ustaleń międzynarodowego zespołu naukowców, w którym znalazła się Polka.

Publikacja online wyników badań (https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0960982222012908) wzbudziła na tyle duże zainteresowanie, że redaktorzy czasopisma Current Biology poświęcili jej okładkę dwutygodnika (publikacja wersji papierowej 10 października).

Ustalenie, które geny (CYP2J19 i BDH1L) i w jakim stopniu regulują czerwone ubarwienie piór ptaków otwiera pole do prowadzenia pogłębionych badań z zakresu biologii ewolucyjnej i ekologii.

„Z wcześniejszych prac wykonanych na białych, żółtych i czerwonych kanarkach wiedzieliśmy, że ważną rolę w ubarwieniu piór ptaków odgrywa gen CYP2J19, ale mechanizm jego działania nie był dobrze poznany. Nasze badania pozwoliły doprecyzować, że CYP2J19 działa w połączeniu z genem BDH1L” – powiedziała PAP jedna z autorek artykułu, dr Małgorzata Gazda, genetyczka z Instytutu Pasteura w Paryżu.

Kolor upierzenia ptaków i jego intensywność są uzależnione od tego, co jedzą ptaki. Ważną rolę odgrywają karotenoidy, występujące w roślinach.

„Karotenoidy to grupa organicznych związków chemicznych – odpowiadają za żółty, czerwony, pomarańczowy i różowy barwnik roślin. U ptaków muszą być dostarczane z dietą, bo zwierzęta te same ich nie wytwarzają, ale mogą je przetwarzać – czyli jak dostaną jeden rodzaj barwników karotenoidowych, to za pomocą reakcji biochemicznych mogą przetworzyć je w inny kolor” – powiedziała Gazda.

Pierwszy autor artykułu, dr Matthew B. Toomey z University of Tulsa w USA, jako pierwszy ustalił, że pojedynczy gen CYP2J19, mimo dość silnej ekspresji nie wystarczy, by przetworzyć karotenoidy i wpłynąć na czerwone ubarwienie upierzenia ptaków. Poszukał genów, które mają właściwości utleniające z tlenem i znalazł dwa - RDH5 i BDH1L. Dalsze prace utwierdziły go w przekonaniu, że pierwszy z nich nie ma znaczenia w kombinacji z CYP2J19, ale drugi już tak.

Następnie naukowcy szukali odpowiedzi na pytanie o mechanizm działania BDH1L – zastanawiali się czy bez połączenia z innym genem sprawi, że karotenoidy zostaną przetworzone.

Powtórzono eksperyment. Okazało się, że komórki przetworzyły karotenoidy do epsylonkarotenoidów – innego rodzaju karotenoidów, które w dużych ilościach posiadają ptaki o żółtym kolorze upierzenia.

Okazuje się, że karotenoidy odpowiadają nie tylko za ubarwienie piór, ale także rodzaje receptorów w oczach. „Brak czerwonego barwnika w siatkówkach prawdopodobnie sprawia, że niektóre ptaki inaczej widzą” – powiedziała Gazda.

Naukowcy przyjrzeli się również barwnikom występującym u ryb – Danio pręgowanych. Okazało się, że za ich występowanie odpowiadają analogiczne geny.

Naukowcy potwierdzili w swojej pracy, że te same geny i te same mechanizmy występują u gatunków nawet bardzo od siebie oddalonych na ścieżce ewolucyjnej – w tym przypadku – u ptaków i u ryb.

“Wygląda na to, że ta ścieżka biochemiczna może być uniwersalnym mechanizmem, pozwalającym kręgowcom na uzyskanie czerwonego koloru”- powiedziała Gazda.

W badaniu naukowcy wykorzystali sześć gatunków ptaków: kurę domową, kraśniczka diamentowego, krasnogonka oliwkowego, papuzika czerwonolicego, kardynała szkarłatnego, czyża czerwonego oraz rybę – danio pręgowany. 

PAP - Nauka w Polsce, Urszula Kaczorowska

uka/ ekr/

Przed dodaniem komentarza prosimy o zapoznanie z Regulaminem forum serwisu Nauka w Polsce.

Copyright © Fundacja PAP 2022