Vedci dosiahli niečo, čo pripomína hranie sa na bohov. Po prvýkrát geneticky preprogramovali správanie druhov
Vedci z Japonska po prvýkrát geneticky preprogramovali správanie medzi dvoma druhmi múch. Jediný gén stačil na to, aby sa správali ako úplne iný druh, čo otvára znepokojivé otázky o hraniciach vedy a evolúcie.
Predstav si, že by si mohol vziať jedno správanie z jednej osoby a presadiť ho do inej. Vedci z Japonska to práve urobili, len s muchami. A nie hocijakými muchami. Skúmali dva druhy ovocných mušiek, Drosophila melanogaster a Drosophila subobscura. A výsledok je rovnako fascinujúci ako aj nechutný, píše IFL Science.
Väčšina samcov D. melanogaster láka samice krásnymi piesňami. Doslova trasú krídlami a skladajú komplexné melódie, aby zaujali partnerku. D. subobscura sa však rozhodli pre úplne inú cestu k srdcu, cez žalúdok. Samce tohto druhu vyvracajú potravu a ponúkajú ju ako darček.
Ako pokus fungoval?
Darovanie potravy, hoci sa zdá nechutné, nie je náhodné. V evolučnej biológii je to známe ako tzv. kŕmenie pri párení. Samček tým samici poskytuje kľúčové živiny a energiu, ktorú potrebuje na rýchlu produkciu vajíčok. Z pohľadu samice ide o výhodnú dohodu, ktorá zvyšuje jej reprodukčný úspech, a pre samca je to zase efektívny spôsob, ako zvýšiť svoju šancu na párenie.
Tieto dva druhy sú si relatívne blízke, ale oddelili sa pred 30–35 miliónmi rokov. Za ten čas sa v ich mozgoch objavili zásadné rozdiely. U darcov, ktorí svoje partnerky kŕmia sa centrum pre flirtovanie prepojilo s neurónmi, ktoré produkujú inzulín. U melodických samcov takéto prepojenie neexistuje.
Vedci preskúmali genóm D. subobscura a zistili, ktoré gény sú zodpovedné za ich zvláštne dvorenie. Do mozgov D. melanogaster vložili krátke kúsky DNA, ktoré umožnili aktivovať určité gény len pri zahrievaní. Keď zapli správne neuróny, samce D. melanogaster začali napodobňovať darovanie potravy, presne tak, ako to robia D. subobscura.
Neprehliadni
V oboch druhoch zohráva kľúčovú úlohu jeden gén, FruM, alebo FruitlessM. U D. subobscura niekoľko inzulínových buniek tvorí aj tento proteín a pripojuje sa ku centrám dvorenia v mozgu. U D. melanogaster tieto neuróny také spojenia nemajú.
Tím potom geneticky aktivoval FruM gén v inzulínových neurónoch D. melanogaster. Výsledok bol, že neuróny vyrástli, vytvorili nové spojenia a samce začali ponúkať darčeky, presne tak, ako to robia D. subobscura.
„Vytvorili sme úplne nové mozgové obvody, ktoré produkujú darovanie potravy u D. melanogaster po prvý raz,“ povedal Tanaka, neurobiológ z Nagoya University a spoluautor štúdie.
Opačný experiment tiež fungoval. Keď vedci vypli malú skupinu neurónov u D. subobscura, samce prestali vyvracať potravu.
Génmi zmenili správanie múch
Hlavný odkaz štúdie je fascinujúci. Podľa autorov nové správanie nemusí vzniknúť tvorbou nových neurónov. Stačí prepojiť existujúce neuróny novým spôsobom.
„Malá genetická prepojka v pár neurónoch môže viesť k diverzifikácii správania a nakoniec k odlišnosti medzi druhmi,“ vysvetlil Yusuke Hara z National Institute of Information and Communications Technology
V praxi to znamená, že evolúcia správania je flexibilnejšia, než sme si mysleli. Jeden malý gén dokáže zmeniť celý spôsob, akým sa organizmus správa. Od melódie k vyvrhnutiu potravy, genetika vie byť poriadne kreatívna. Najlepšie na tom je, že teraz konečne vieme aj prečo D. subobscura darujú potravu. Nejde o bizarnú náhodu, ale o premyslenú evolučnú stratégiu na zvyšovanie reprodukčného úspechu.
Takže nabudúce, keď uvidíš mušku, ktorá sa správa čudne, možno je to výsledok jednej malej genetickej zmeny, ktorá zmenila celý jej svet a dokonca aj jej lásku k darovaniu darčekov.
