Чому у світлячків світяться сідниці? Генетика дає відповідь

Залучення партнера, хай то людина чи тварина, супроводжується певним рівнем залицяння. У той час як деяких людей вражають вишукані вечері або пляжні прогулянки на заході сонця, у світі комах світлячок може завоювати пару за допомогою добре контрольованої демонстрації миготливих вогників на своїх задніх кінцівках, романтично, чи не так? Зараз дослідники вивчають генетику, яка призводить до розвитку миготливих вогників у світлячків.

Світлячок (Aquatica leii) – це водний вид, у якого і самці, і самки мають світлові органи, здатні посилати один одному миготливі сигнали. Команда дослідників уважно вивчила геном самця світлячка, який є найбільшим серед досліджених видів світлячків.

У цих світлячків, поки вони личинки, світловий орган відлякує хижаків і формується на восьмому відділі черевця. Однак, коли світлячки стають дорослими, їхні світлові органи розташовуються на частині черевця, яка складається з ділянок, відомих як вентріти. У самців світлові органи розташовані на шостому та сьомому вентритах, тоді як у самок вони розташовані лише на шостому вентриті.

Команду частково цікавили вісім генів гомеобоксів, які контролюють положення різних клітин під час ембріонального розвитку. Деякі з цих генів також є критично важливими для формування світлового органу у дорослих світлячків.

Дослідники хотіли дізнатися більше про два важливі етапи. Гени, які контролюють положення світлового органа в черевці світлячка, а потім ті, які беруть участь в експресії генів, що генерують світло в самому органі.

Це стосується ферменту люциферази, який виробляє світло, окислюючись. По-перше, ген люциферази повинен бути експресований, тобто комаха повинна бути здатна виробляти цей фермент у своєму організмі. По-друге, люцифераза повинна транспортуватися в потрібне місце, в даному випадку – в реакційну органелу, щоб зробити тварину біолюмінесцентною.

Один транскрипційний фактор, AlABD-B, виявився особливо важливим для розвитку типового світлового органу у комах. AlABD-B також взаємодіє з іншим фактором транскрипції гомеобоксів під назвою AlUNC-4, який він допомагає регулювати. Разом вони активують ген AlLuc1, який допомагає виробляти люциферазу, що робить світловий орган біолюмінесцентним. Три інші гени, ALAntp, AlRepo та AlAp2, як було встановлено, беруть участь у контролі спалаху світного органу.

Команда також виявила, що люцифераза взаємодіє з пероксисомами, і нестача люциферази в них спричиняє нелюмінесценцію у світлячка, показуючи, наскільки важливий цей фермент у створенні спеціального світлового індикатора задньої частини світлячка.