Az evolúció néha egészen furcsa kanyarokat vehet és korábban sokféle tápálékot fogyasztó fajokból csak egyféle tápon élő, ún. obligát specialista fajokat hozhat létre.
Egy ilyen átmenetnek a nyomát és az okát boncolgatja az aktuális Science egyik cikke, ahol egy muslica faj, a Drosophila pachea különleges életmódját - ti. csak az amerikai-mexikói határon átnyúló Szonora-sivatag szenita kaktuszain képes életbenmaradni.
A jelenség oka abban rejlik, hogy a kaktusz által termelt anyagok elfogyasztása nélkül az állat képtelen lenne ivarérett egyeddé kifejlődni, hanem még az embriogenezis során elpusztulna.
Az evolúció néha egészen furcsa kanyarokat vehet és korábban sokféle tápálékot fogyasztó fajokból csak egyféle tápon élő, ún. obligát specialista fajokat hozhat létre.
Egy ilyen átmenetnek a nyomát és az okát boncolgatja az aktuális Science egyik cikke, ahol egy muslica faj, a Drosophila pachea különleges életmódját - ti. csak az amerikai-mexikói határon átnyúló Szonora-sivatag szenita kaktuszain képes életbenmaradni.
A jelenség oka abban rejlik, hogy a kaktusz által termelt anyagok elfogyasztása nélkül az állat képtelen lenne ivarérett egyeddé kifejlődni, hanem még az embriogenezis során elpusztulna.
A fejlődést, illetve a peteérést befolyásoló egyik legfontosabb hormon rovarokban az ekdizon, amelyet az állat koleszterolból képes szintetizálni, egy 7-dehydrocholesterol (7DHC) nevű intermedieren keresztül. A D. pachea egyedeiben érdekes módon ez az anyagcsere útvonal sérült, így képtelenek cholesterolból 7DHC-t kialakítani. Ehelyett a kaktusz egy különlegesebb és nagyon specifikus szterolját, a lathoszterolt használja a folyamathoz. (Ez egyben az egyetlen molekula, ami miatt a faj csak a szenita kaktuszon lelhető fel: ha standard muslica táphoz 7DHC-t adunk, akkor generációk hosszú sora nevelhető úgy fel, hogy kaktuszt még képen sem látnak.)
Mint kiderült a szóbanforgó reakciókért (mármint a cholesterol ill. a lathosterol) átalakításáért ugyanaz ez enzim, a neverland gén által kódolt NVD fehérje a felelős. Ha több rovarfaj NVD szekvenciáját egymás mellé illesztjük, az is feltünő lesz, hogy a D. pachea fehérjéje néhány nagyon konzervált pozícióban megváltozott.
Az egyik lehetőség persze az lenne, hogy emiatt nem funkcionális a gén, de mint arra a lathosterol átalakításának apropóján is utaltam nem ez a helyzet. Utóbbit támasztja az is alá, hogy ha egy klasszikus ecetmuslicában, a genetikai kutatások egyik kedvenc modellállatában kikapcsoljuk a nvd gént (Dm nvd RNAi), akkor az állatok nem lesznek életképesek lathosterol tartalmú táptalajon.
Ilyenkor csak az intermedier, a 7DHC segíthet a gondon. Vagy, ha bevisszük a D. pachea homológ génjét (Dp nvd), ezzel is bizonyítva, hogy annak nagyon is funkcionálisnak kell lennie.
Sőt ez a "menekítési" kísérlet olyannyira sikeres, hogy ez esetben az állatok életbenmaradása még jobb is lett, mint a 7DHC-n nevelteké. A jelenség egyértelműen a korábban emlegetett mutációkhoz kapcsolható, ha ugyanis négy jellegzetes pozícióban megváltoztatjuk a D. pachea génjének a szekvenciáját (Dp nvd 4mut), hogy az megegyezzen a D. melanogaster szekvenciájával, akkor a különbség eltűnik, ugyanakkor az állat ismét remekül ellesz cholesterolon is.
Mindez azt mutatja, hogy a faj ősében olyan enzim volt jelen, ami mind a cholesterolt, mind a lathosterolt bontani tudta. A faj első körben feltehetőleg képessé vált detoxifikálni a kaktusz által termelt toxinokat, s így egy olyan táplálékforráshoz jutott, amin más Drosophila fajok nem voltak képesek megmaradni. Mivel a kaktusz nem termel cholesterolt, lathosterolt viszont annál inkább a NVD enzimet kódoló gén szabadon elkezdhetett adaptálódni olyan irányba, hogy egyre hatékonyabban tudja a lathosterolt bontani. Ez a speciáció egy idő után annyira jól sikerült, hogy az enzim már csak a kaktusz szterolját tudta bontani, s ezáltal a muslica faj elzárta maga elől más kulináris örömök lehetőségét. (Talán ez a "bezárkózás" adja egyébként a gén nevét is: Neverland Pán Péter világát jelöli, ami az elvágyódás (escapism) szimbóluma is.)
A folyamatban fontos szerepe lehetett a természetes szelekciónak is, mert a D. pachea nvd génjének a környéke magán hordozza a szelekció jegyeit: vagyis a specializálódott enzim rátermettség-előnyt biztosított a hordozóinak, így terjedhetett el a populációban.
Lang M, Murat S, Clark AG, Gouppil G, Blais C, et al. (2012) Mutations in the neverland gene turned Drosophila pachea into an obligate specialist species. Science 337: 1658-61.
