Fegurð og leyndardómar fiðrilda

Fiðrildi kveikja undarlegar tilfinningar hjá fólki. Fíngerð og formfögur, litrík með letilegan limaburð, höfða þau jafnt til barna sem stórskálda.

Reyndar eru íslensk fiðrildi og fetar harla dauf í útliti, en við miðbaug finnst stórkostlegur  fjölbreytileiki í litum og formum. Litamynstrin eru ekki tilviljanakennd, þau skreyta vængina samkvæmt ákveðnum reglum sem spretta úr þroskun fiðrildisins. Stoðæðar og taugar setja upp hnitakerfi í vængnum, sem síðan nýtist til að raða fallegum hringjum, litríkum rákum og fleira skrauti á vænginn.

En fjölbreytileika fiðrilda má einnig útskýra með  áhrifum umhverfis, í gegnum náttúrulegt val. Hér verður fjallað sérstaklega um hermun (mimicry). Í hermun verður vængmynstur einnar tegundar áþekkt mynstri annara tegundar á sama landsvæði. Tvær megin gerðir hermunar eru best þekktar, kenndar við náttúrufræðinganna Henry Walter Bates og Fritz Müller sem báðir störfuðu í frumskógum Amasón á nítjándu öld.

Fiðrildamynd Bates er af wikimedia commons (Plate from Bates (1862) illustrating Batesian mimicry between Dismorphia species (top row, third row) and various Ithomiini (Nymphalidae) (second row, bottom row)).

Batsísk hermum (Batesian mimicry) gengur út á að stofn óeitraðra fiðrilda græðir á því að líkjast eitruðum fiðrildum af annari tegund. Í þessu tilfelli nýtir ein tegund sér þá staðreynd að önnur tegund er eitruð. Slík hermun finnst oft í náttúrunni, t.a.m. hjá snákum í Norður Ameríku.

Mullersk hermun (Mullerian mimicry) gengur út á að stofnar tveggja eitraðra fiðrilda sem búa á sama svæði hagnast á því að líkjast hvor öðrum. Ungir afræningjar, sem myndu óvart borða einstakling einnar tegundar myndu þá læra að forðast hina tegundina. Náttúrulegt val leiðir til þess að fiðrildategundirnar sameinist um litamynstur sem kennir afræningjum að forðast eitruð fiðrildi.

Erfðafræðilegar rannsóknir hafa sýnt að genin sem byggja litamynstrin eru mörg hver þau sömu í ólíkum tegundum fiðrilda. Rannsókn Owen MacMillan við Smithsonian Tropical Research Institute og félaga hans, sýnir að genið optix er tengd sama rauða litarmynstri í nokkrum tegundum Heliconius fiðrilda.

Rannsóknir á litaerfðum fiðrilda sýna einnig að sum genin hafa flakkað á milli náskyldra tegunda, og að þau mynda stundum gengi gena sem starfa saman. Fræðimenn höfðu spáð fyrir um tilvist slíkra súpergena, en það skipti máli að skoða rétta eiginleika til að finna þau.

Þannig getur erfðafræðin kastað ljósi á gamlar ráðgátur í líffræði, og þekking á náttúrufræði fært erfðafræðina fram veginn.

Ítarefni:

Bates, H. W. (1861). "Contributions to an insect fauna of the Amazon valley. Lepidoptera: Heliconidae". Transactions of the Linnean Society 23: 495–566.; Reprint: Bates, Henry Walter (1981). "Contributions to an insect fauna of the Amazon valley (Lepidoptera: Heliconidae)". Biological Journal of the Linnean Society 16 (1): 41–54. doi:10.1111/j.1095-8312.1981.tb01842.x.

Robert D. Reed ofl. optix Drives the Repeated Convergent Evolution of Butterfly Wing Pattern Mimicry Science 2011 DOI: 10.1126/science.1208227

S.B. Carroll 2013 12. mars. New York Times Solving the Puzzles of Mimicry in Nature

Háskóladagur: DNA, Dýr, mosar og frumur í Öskju 9. mars 2013

Síðustu fjögur ár höfum við í líffræðinni opnað tilraunastofur okkar í Öskju á Háskóladeginum.

Í ár kynnum við BS nám í líffræði og BS nám í sameindalíffræði og lífefnafræði í samstarfi við Raunvísindadeild HÍ.

 

Staður og stund: 12 til 16 þann 9. mars í Öskju - Náttúrufræðihúsi HÍ.

Tilraunastofur verða opnar gestum.

Hægt verður að sjá lifandi fiska

einangrun á DNA úr lauk

margvíslegar örverur

einangrun prótína 

höfuðkúpur mismunandi dýra, frá hrefnu til Neanderdalsmanns

erfðabreytta sveppi og kynjaplöntur

verkfæri og aðferðir sem notaðar eru við rannsóknir á fiskistofnum

DNA örflögum til að skoða allra 25.000 gena mannsins

fuglshami, furðulega hryggleysingja og tanngarð úr hákarli

Nemendur og kennarar í líffræði, lífefnafræði og sameindalíffræði verða til taks og útskýra uppbyggingu námsins, helstu áherslur og framtíðarmöguleika að námi loknu.

Háskóladagurinn í HÍ verður í fleiri byggingum og í Öskju bætast við félagar okkar á Verk og náttúruvísindasviði.  

Mynd 1. Fannar Þeyr Guðmundsson - tekin í Eyjafirði við rannsóknir. Mynd 2. Sara Sigurbjörnsdóttir klónar gen. Mynd 3. Genatjáning í fóstrum ávaxtaflugunar á ~3 klst. þroskunar - mynd úr grein Lott og félaga 2007 í PNAS.