DNA-analys visar hur fjärilar kan byta färgprakt mot fruktsamhet

Vissa höfjärilshonor är vita, trots att det är en nackdel under parningen. Istället är de mer fruktsamma. Det är ett exempel på trade-offs, där en art byter bort vissa positiva egenskaper för att uppnå andra fördelar. En studie från Stockholms universitet som publiceras i Nature Communications ger ny kunskap om hur denna fascinerade mekanism fungerar.

Trade-offs, att byta en fysisk egenskap med vissa fördelar mot en annan med andra, är ett centralt område inom läran om evolutionen. Under hundratals år har forskare försökt kartlägga hur det går till när vissa individer utvecklar vissa egenskaper på bekostnad av andra. Nu har forskare vid Stockholms universitet genom avancerad DNA-analys lyckats visa hur det går till när honfjärilar av arten brandgul höfjäril (Colias crocea) byter bort färgprakt mot högre fruktsamhet.

Brandgula höfjärilar är normalt gula till orangea, men mellan 5 och 30 % av honfjärilarna är vita, trots att det missgynnar dem under parningen då färgprakten utgör en viktig signal till hanarna. Under nästan 100 år har forskare försökt förstå varför en signifikant del av populationen fortsätter vara vit, trots de uppenbara nackdelarna. Studier har visat att de vita fjärilarna fördelar sina resurser annorlunda: istället för att utveckla färggranna vingar kan de lagra mer fett och vara mer fruktsamma.

- Olika typer av trade-offs förekommer hos allt liv, ändå vet vi väldigt lite om hur det egentligen går till när en art utvecklar nya egenskaper på bekostnad av gamla. När det gäller trade-offs som är så specifika att de endast förekommer hos honor vet vi i princip ingenting, säger Christopher Wheat, docent i populationsgenetik vid Stockholms universitet och huvudförfattare till studien.

Efter att ha kartlagt genomen hos flera orangea och vita höfjärilar som fångats i vilt tillstånd, samt hos avkomman från olika kombinationer, har forskarna lyckats identifiera en region i området runt genen BarH-1 som avgörande för om fjärilen blir vit eller färgsprakande. Med hjälp av CRISPR/Cas9 har de även kunnat redigera genen och styra vilken färg fjärilen kommer att få. Det finns ungefär 90 sorters fjärilar inom släktet Colias varav en tredjedel har uppvisar den här variationen i vingfärg, och preliminära data antyder att mekanismen för detta är den samma hos alla.

- Upptäckten av vilken gen det är som styr den här funktionen är ett genombrott inom populationsgenetiken och kommer underlätta motsvarande forskning på många fler djur- och växtarter framöver, säger Christopher Wheat.

A transposable element insertion is associated with an alternative life history strategy finns publicerad här: https://www.nature.com/articles/s41467-019-13596-2

Kontaktuppgifter:

Docent Christopher W. Wheat

chris.wheat@zoologi.su.se

0046 721958586