Lukács, Jusztusz2019. október 18., péntek
Természet

Hogyan vált ehetetlenné a királylepke?

2019.10.07.NG
National Geographic Magyarország

A hatalmas vándorútjáról híres királylepke, hernyó korában, olyan növényeken táplálkozik, amelyekből a felvett méreganyagok felhalmozódnak, s így a lepke a ragadozói számára maga is mérgezővé válik. Hogyan fejlődött ki ez a képességük?

Forrás: Pixabay

A Berkeley-i Kaliforniai Egyetem kutatói vezette nemzetközi csoport vizsgálta meg a lepkékben a növényi szívglikozid típusú méreggel szembeni ellenálló képesség genetikai hátterét, a kutatásról készült tanulmányt a Nature folyóirat 2019. október 2-án tette közzé. A lepke a selyemkórók (Asclepias nemzetség) különböző fajaira rakja petéit, a kikelő hernyók kizárólag ezekkel a növényekkel táplálkoznak. A növényekben termelt méreg kimondottan a belőle táplálkozók ellen alakult ki, így a lepkének ki kellett fejlesztenie a méreggel szemben a saját ellenálló képességét. Az ilyen növényen felnőtt hernyót, majd a belőle kialakult lepkét elfogyasztó ragadozóban a méreg igen gyorsan hányást idéz elő, s ez, a lepke és hernyója figyelemfelkeltő színével együtt megtanítja nekik, hogy kerülendő ez a típusú zsákmány.

A királylepkékben korábban azonosították, hogy egy gén 2 aminosavának megváltozása teszi lehetővé a selyemkóró mérgével szembeni ellenálló képességet, azonban a vizsgálatok során az is kiderült, hogy e megváltozott gén más rovarfajokban is előfordul, ezek közt vannak molyok, bogarak, poloskák, darazsak, legyek, levéltetvek is. E rovarok szinte mindegyike szintén narancspiros figyelmeztető színnel jelzi saját ragadozói számára mérgező voltát, ami szintén az elfogyasztott növényi méreganyag felhalmozódása miatt alakul ki. A képesség ezekben az állatokban külön-külön jött létre az evolúció során.

Amióta csak a növények és az állatok élnek a szárazföldön, úgy 400 millió éve, folyamatos versengés van köztük: az állat igyekszik megenni a növényt, a növény pedig különböző stratégiákkal, köztük mérgek kifejlesztésével reagál. Az állat is kifejleszti a növény elleni saját stratégiáját, s a verseny innen lépésenként halad előre.

A királylepke hernyója a selyemkórót eszi anélkül, hogy ő maga belepusztulna a méreg hatásába.
Forrás: Pixabay

Noah K. Whiteman, a kutatás vezető szerzője megjegyezte, hogy az eredetileg trópusi királylepkék a jégkorszak végén vándoroltak Észak-Amerikába, amikor a felmelegedés lehetővé tette számukra a megtelepedést. Ez nem történhetett volna így, ha nem lettek volna alkalmasak a mérgező selyemkórók elfogyasztására, s ezzel így betölthettek egy ökológiai fülkét. A selyemkóró mérge azokat az ioncsatornákat blokkolja, amelyek a nátrium- és a káliumionok sejtből ki, illetve sejtbe bejutását teszi lehetővé, e csatornák blokkolása például a szívműködést rendkívül hevessé teszi, s ezzel gyakorlatilag megöli a fogyasztóját, amennyiben az szívvel rendelkező állat. Mivel minden állat számára létfontosságú ezeknek az ioncsatornáknak a megfelelő működése számos további élettani folyamatban is, a kutatók arra is kíváncsiak voltak, hogy miként születhetett meg számos rovarfajban a védekezés a méreg hatása ellen. Ennek felderítésére muslicák genetikai módosításával próbálkoztak, a CRISPR-Cas9 módszerével a muslicák saját génjeiben írták át az aminosav-sorrendet olyanná, mint amilyen a királylepkék addig ismert génváltozatában is volt.

A munka 7 éven át kudarcok sokaságával folyt, a muslicák vagy elpusztultak, vagy olyan súlyos idegrendszeri károsodást mutattak, amit a lepkékben sose tapasztaltak, így valószínű volt, hogy valami hiányzik még az összképből. A kudarcokat követően a kutatócsoportba belépő új szereplők és a kutatás folytatását biztosító plusz anyagi támogatás után sikerrel jártak: felfedezték, hogy a korábban már ismert 2 megváltozott gén mellett egy harmadik is szerepet játszik a lepkék védekezésében, és a három gén csak együttesen képes kifejteni a védő hatását a királylepkék szervezetében. Az e felfedezés szerint átalakított muslicák lárvái a királylepkéhez hasonlóan könnyedén el tudták fogyasztani a selyemkórót, súlyos mellékhatások nélkül, és az is kiderült, hogy a harmadik mutáció képes ellensúlyozni a neurológiai problémákat. Ez azt is érthetővé tette, hogy miért ugyanabba az irányba módosult a többi, a selyemkóró mérgével szemben többé-kevésbé ellenálló rovar esetében ugyanez az ioncsatornáért felelős gén. Whiteman megjegyezte, hogy más esetekben, amikor az adott növényi méreg nem olyan kritikus az élettani folyamatokban, mint ez esetben a selyemkóró szívglikozidja, a rovarok könnyen találhatnak teljesen eltérő módszereket is a gyenge mérgekkel szembeni védekezésre. Ha kritikus hatású a méreg, akkor viszont hasonló mutációkkal tudnak védekezni más rovarfajok is.

A királylepkék által Észak-Amerikában fogyasztott selyemkórók egyike (Asclepias syriaca) hazánkban is megtalálható, sokan vaddohány néven ismerik, inváziós növény, amelynek jelenléte nemkívánatos, az eredeti természetes növénytakarót igen gyorsan kiszorítja. Rendkívül nehezen és nagyon költséges módon lehet csak kiirtani a növényt, s főként a súlyosan fertőzött Alföldön ezzel évek óta próbálkoznak. Mivel a repítőszőrös magvai nagy távolságba is eljutnak, csak nagy területek teljes mentesítése vezethet eredményre.

Forrás: Égen – Földön – Föld alatt

Hozzászólások

Magyar fotósok elismerése a világ legrangosabb természetfotós pályázatán

Magyar fotósok elismerése a világ legrangosabb természetfotós pályázatán

Négy magyar fotós képe is szerepel az idei év természetfotói közt, melyeket 2019. október 15-én este egy exkluzív gálán mutattak be Londonban.

A sivatag futóbajnoka az ezüsthangya

A sivatag futóbajnoka az ezüsthangya

A Szaharában élő hangya saját testhosszának több mint százszorosát teszi meg másodpercenként.

Ritka madárkincsre bukkantak Nógrád megyében

Ritka madárkincsre bukkantak Nógrád megyében

Barna füzikét fogtak be a Magyar Madártani Egyesület (MME) munkatársai Patak községben egy madárgyűrűző akcióban.

Piranhák elleni páncél védi a hatalmas halat

Piranhák elleni páncél védi a hatalmas halat

A világ egyik legnagyobb édesvízi halát speciális pikkelyréteg védi az Amazonasban leselkedő veszélyektől.

A lappantyú a holdfényhez igazítja vándorlását és vadászatát

A lappantyú a holdfényhez igazítja vándorlását és vadászatát

A világon 70 lappantyúfaj él, ezek egyike hazánkban is honos és védett madár, azonban az életmódjáról igen keveset tudunk.

National Geographic 2019. októberi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

8 220 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket