Skjønnhet etter gammelt mønster

Amerikanske forskere mener å ha funnet hemmeligheten bak kunstferdige mønstre hos en del insekter – og kanskje også hos andre dyr.

Publisert

Du har kanskje tatt deg selv i å beundre en vakker sommerfugl som sitter og vipper fargerike vinger i vinden.

Gjennom å studere prikkemønsteret hos en liten flue, mener amerikanske forskere å ha avslørt den genetiske mekanismen bak noen av naturens ornamenteringer.

Dessuten bestemmer eldgamle strukturer i vingen hvor nyere mønstre legger seg, ifølge den nye studien.

Ribber danner grunnmur

- Hvordan dannes disse komplekse mønstrene? Dette er et spørsmål som har interessert biologer svært lenge, sier molekylærbiolog Sean Carroll ved University of Wisconsin Madison i USA.

Han er en av forskerne bak studien, som nylig ble publisert i tidsskriftet Nature.

De mener å ha funnet flere av nøkkelingrediensene i mønsterdannelsen på vingene til den nordamerikanske fruktflua, Drosphila guttifera, og tror mekanismen kan være omtrent den samme hos andre mønsterdekorerte dyr – fra sommerfugler til slanger.

Ett av funnene forskerne har gjort, dreier seg om systematikken i hvordan prikkene på vingene til flua plasseres.

Fargemønstrene kladdes nemlig ikke vilkårlig utover vingene, men legger seg oppå andre mye eldre strukturer i vingen, som for eksempel årer eller ribber, og på punkter hvor disse krysser hverandre, ifølge forskerne.

Slike ribber finnes i alle insektvinger. De hjelper den myke vingemembranen til å holde seg stiv og utspilet. I tillegg kan det altså hende at de påvirker hvordan fargene males utover de små vingene.

[gallery:1]

Gen utløser kunstner-protein

Carroll og kollegaene mener også å ha funnet den genetiske mekanismen bak dekorasjonen av vingene.

De identifiserte et gen som blir skrudd på at en utløser, en bestemt av-og-på-bryter som bærer navnet Wingless.

Ifølge forskerne koder dette genet et protein som begynner å flomme mens flua enda er på puppestadiet, når vingene har begynt å formes.

Proteinet sprer seg ut gjennom den unge vingemembranen, hvor det maner fram fargeproduksjon fra celler i helt bestemte områder i vevet – i forbindelse med ribbene og andre viktige vingestrukturer, ifølge studien.

- Proteinet opererer ved å trigge en respons i cellene – i dette tilfellet er det å lage farger, sier han.

Forskerne har sammenlignet fruktflua med en beslektet flue, som har omtrent de samme ribbene. Den har imidlertid ikke de samme prikkene.

Ut fra dette antar forskerne at fargemønsteret har utviklet seg etter at disse fluene skilte lag på slektstreet, og at prikkene har lagt seg oppå de mye eldre vingetrekkene fra den lille fluas fjerne fortid.

Naturlig å bygge på gamme grunnmur?

- Jeg synes denne artikkelen peker på et generelt prinsipp, nemlig at endrede egenskaper oftest skyldes forandring av eksisterende strukturer og gener. Det er sjelden at nye trekk oppstår fra ingenting hos insekter, sier Kamran Shalchian-Tabrizi.

Han er førsteamanuensis ved Institutt for biologi på Universitetet i Oslo, og forsker blant annet på genetisk slektskap blant mikroorganismer.

- Det er egentlig naturlig at prikkene bygger videre på det som er der fra før, sier han.

Vingestrukturen kan se ut til å representere en slags ramme for fargemønsterene. Men det er gener som bestemmer om det blir dannet farge i utgangspunktet.

- Så er det naturlig utvalg som bestemmer hvilke av mønstre som er fordelaktige, sier Shalchian-Tabrizi.

- Fargene og mønstrene som vi ser i dag, kan være resultat av lang tids evolusjon. Det kan ha vært andre vingemønstre tidligere, som ikke har vært så fordelaktige at de har overlevd, sier han til forskning.no.

Sommerfuglens hemmelighet

Leif Aarvik er avdelingsingeniør ved seksjon for zoologi på Naturhistorisk museum i Oslo, og har gitt ut bok om Norges sommerfuglarter. Han ser at det også hos sommerfugler er en sammenheng mellom ribbene og fargene i vingen.

- Hos nesten alle sommerfuglarter kan du se at det er en strek eller plett langs tverr-ribben i vingen, sier Aarvik.

Han tror at de amerikanske forskernes teori om hvordan mønstre dannes, kan gjelde for alle insekter som har slike farger, selv om en fluevinge og en sommerfuglvinge er litt ulikt bygget opp.

- Fluene i studien har flekker på selve vingemembranen, mens sommerfugler har fargede skjell som sitter på vingen som takstein på et tak. Men sannsynligvis skjer det noe tilsvarende i sommerfuglen, som hos flua, sier han.

Skjult struktur hos sommerfugl

Under skjellene til sommerfuglen, hvis man skraper dem av, finner man nemlig en gjennomsiktig vingemembran uten farger, men med ribber, omtrent som de man kan se i fluevingen.

"Leif Aarvik. (Foto: Universitetet i Oslo)"
"Leif Aarvik. (Foto: Universitetet i Oslo)"

- Det virker som mønstrene er knyttet til selve vingen under. Hos mange arter kan man se ribbemønsteret, ut ifra at det ligger mørke skjell oppå, sier han.

Men ifølge ham, ser det ut til at de kompliserte vingedesignene er fleksible. Han mener å se at det er ganske store variasjoner av innenfor rammen av grunnmønstrene, også i de enkelte sommerfuglartene.

- Hos et individ kan et mønster være rendyrket, mens en annen sommerfugl kan ha et annet mønster. Hos et tredje individ, kan man finne begge disse mønstrene i vingen, sier han.

Sebraflue?

Sean Carroll og kollegaene har i sin jakt på den genetiske mekanismen bak fargedekorasjonen, gjort et dristig designeksperiment på fluene.

Ved å sette ”maler”-genet inn i forskjellige deler av genomet til det intetanende forsøksdyret, klarte de å framkalle nye vingemønstre.

- Vi kan lage skreddersydde fluer. Ved å manipulere genet, kan vi lage stripete fluer av fluer som i utgangspunktet skulle ha prikker, sier Carroll i en pressemelding fra University of Wisconsin-Madison.

Kanskje vil en stripete marihøne lande på hånden din en gang i fremtiden?

Kilder:

S. Carroll. Generation of a novel wing colour pattern. Nature, 8.april 2010.

Controls for animals’ color designs revealed. Pressemelding fra University of Wisconsin-Madison.