A púposkabócák (Membracidae) hátát díszítő gyakran szürreális képletek bárki érdeklődését könnyen felkeltik. A részben szexuális szelekció, részben mimikri következtében kialakult kacifántos képződményeket eddig az első torszelvény nyúlványainak tekintették, de mint arra most fény derült, eredetük sokkal izgalmasabb.
Sean Carroll két volt tanítványa, Benjamin Prud'homme és Nick Gompel vezetett csoport ugyanis nem kevesebbet bizonyított be, mint, hogy valójában módosult szárnyakról van szó.
Első lépésként az igazolták, hogy a "sisaknak" (helmet) is becézett "púp" ugyanúgy ízesül a testhez (jelesül a már említett első torszelvényhez) kétoldalt, mint a szárnyak a saját szelvényeikhez. Fejlődése nagyon hasonló: a tor két oldalán megjelenő szárnyszerű képletekből indul ki, amelyek később, a fejlődés során összeforrva hozzák létre a futurisztikus formákat.
Hogy a kép még teljesebb legyen, azt is kimutatták, hogy a szárny növekedésében fontos transzkripciós faktorok (nubbin, Distal-less, homothorax) kifejeződnek ezekben a szárnyszerű képletekben, ráadásul gyakorlatilag a szárnyban megfigyelhető kifejeződésükkel azonos módon.
Vagyis olybá tűnik, az evolúció a szárnymentes első torszelvényt választotta arra, hogy egy valódi újítással "kísérletezzen" (és akkor kreacionista barátaink kedvéért hangsúlyoznám, hogy ez egy metafora).
A "kísérletezés" mikéntje is érdekes. Mint arról egy régi posztban hosszasan írtam, a rendelkezésünkre álló fosszilis anyag, és számtalan genetikai megfigyelés alapján ma már elég pontos képünk van arról, hogy miként alakult ki a legtöbb rovarra jellemző testszerveződés: két pár szárny a második ill. haramadik torszelvényen. A rovarok őse minden szelvényén hordozott, feltételezéseink szerint kopoltyú-eredetű szárnyszerű kinövéseket, ám később ezek a potrohszelvényekről, valamint az első torszelvényről eltűntek. Ebben a folyamatban fontos szerepe volt a testfelépítést szabályozó homeobox géneknek, a potrohban kifejeződő ultrabithorax (Ubx) - abdominal-A (abdA) duónak, illetve az első torszelvényben (T1) megnyilvánuló sex-combs reduced (Scr) génnek. A fosszilis anyag alapján azt is feltételezhetjük, hogy előbb a potrohról tűntek el az ősi szárnykezdemények, mert ismertek olyan egykori rovarok, amelyek első torszelvényén világosan felismerhető szárnyszerű képlet van. Ez mára kihalt, ún. Palaeodictyoptera csoport (az alábbi ábra 2. pontján, az egyes torszelvényekben jelen levő karika azt mutatja, hogy mindegyikben működik a szárnyfejlődés programja).
A kabócák rokonságában azonban nincs ilyesmi, itt az Scr a fent említett módon kilövi a szárnykialakulást. A Membracidae csoportban azonban a gátlás valahogy megszűnt. A pontosan hogyant nem tudjuk, mert az Scr működőképes (pl. ecetmuslica másidk torszelvényében kabóca Scr-t kifejezve ugyanúgy elsatnyult szárnyakat kapunk, mint amikor a muslica saját Scr-jét fejeztetjük ki ugyanitt). Így az egyetlen magyarázat, hogy a jelátviteli útvonal Scr alatt levő szakaszán következett be egy olyan változás (pl. az Scr kötőhelye eltűnt kulcsgének mellől, így ezeket nem tudja szabályozni), ami a megfigyelt sisakkialakulást lehetővé teszi.
(További púposkabóca képekért a Flickr gyűjteményét lehet nyálazgatni.)
UPDATE: Közben előkerült egy jópofa videó is, ahol egy púposkabóca látható utolsó vedlése közben és után. Jól látható, hogy a kikelt állat előbb a szárnyait "fújja fel", majd ezt követően nagyon hasonló módon a sisakot is, ami szintén a közös eredetre utal..
Prud’homme B, Minervino C, Hocine M, Cande JD, Aouane A, Dufour HD, Kassner VA, Gompel N (2011) Body plan innovation in treehoppers through the evolution of an extra wing-like appendage. Nature 473: 83–86.
