가짜 파리를 만드는 기만적인 데이지의 능력 설명

수컷 파리가 꽃에 다가가 암컷 파리라고 생각하는 꽃 위에 착지하고 이리저리 흔들립니다. 그는 짝짓기를 시도하고 있지만 제대로 작동하지 않습니다. 그는 또 다른 일을 할 수 있습니다. 결국 그는 포기하고 윙윙 거리며 성공하지 못했습니다. 한편 식물은 꽃가루라는 원하는 것을 얻었습니다.

남아프리카 데이지, 널리 퍼진 피투성이, 꽃잎에 암컷 파리를 닮은 복잡한 구조를 만드는 것으로 알려진 유일한 데이지입니다. 털이 많은 범프와 흰색 하이라이트로 완성된 이 설득력 있는 3차원 속임수의 메커니즘은 수십 년 동안 과학자들의 흥미를 끌었습니다.

이제 연구원들은 데이지 꽃잎에 가짜 파리를 만드는 것과 관련된 세 가지 유전자 세트를 확인했습니다. 큰 놀라움은 세 가지 세트 모두 식물에 이미 다른 기능이 있다는 것입니다. 하나는 철을 움직이고, 하나는 뿌리털을 자라게 하고, 다른 하나는 꽃이 만들어질 때를 제어합니다.

이 연구는 세 가지 유전자 세트가 가짜 무당벌레를 만드는 새로운 방식으로 데이지 꽃잎에 함께 모였다는 것을 발견했습니다. ‘철 이동’ 유전자는 꽃잎의 일반적인 적자색 색소에 철을 추가하여 색상을 파리와 같은 청록색으로 변경합니다. 뿌리 털 유전자는 꽃잎에 털을 확장시켜 질감을 부여합니다. 그리고 세 번째 유전자 세트는 가짜 파리가 꽃잎의 겉보기에 임의의 위치에 나타나도록 합니다.

“이 데이지는 새로운 ‘날아다니는’ 유전자를 진화시킨 것이 아닙니다. 대신 훨씬 더 영리한 일을 했습니다. 식물의 다른 부분에서 이미 다른 일을 하고 있는 기존 유전자를 결합하여 꽃잎에 복잡한 점을 만들었습니다. 이 연구의 수석 저자인 케임브리지 대학교 식물 과학과의 Beverley Glover 교수와 대학 식물원 책임자는 말했습니다.

연구원들은 데이지의 꽃잎이 꽃가루받이를 위해 더 많은 수컷 파리를 끌어들임으로써 진화적 이점을 제공한다고 말합니다. 이 식물은 남아공의 가혹한 사막 환경에서 자랍니다. 짧은 우기에만 꽃을 피우고, 수분을 받고, 죽기 전에 씨를 맺습니다. 이로 인해 수분매개자를 유치하기 위한 치열한 경쟁이 벌어집니다. 가짜 무당벌레가 달린 꽃잎은 남아프리카 데이지를 돋보이게 합니다.

결과는 오늘 저널에 게재됩니다. 현재 생물학.

대부분의 살아있는 유기체와 비교할 때, 성적으로 기만적인 데이지를 포함한 식물군은 150만 년에서 200만 년 된 진화론적 용어로 매우 젊습니다. 이 가계도의 초기 데이지에는 가짜 파리 반점이 없었습니다. 즉, 데이지 꽃잎에 매우 빠르게 나타 났음에 틀림 없습니다.

“우리는 가짜 파리와 같은 복잡한 것이 많은 유전자와 많은 돌연변이를 포함하여 진화하는 데 오랜 시간이 걸릴 것으로 예상합니다. 그러나 실제로는 기존의 세 가지 유전자 세트를 결합함으로써 훨씬 더 빨리 일어났습니다.”라고 Dr. 케임브리지 대학 식물 과학과의 박사 후 연구원이자 연구의 첫 번째 저자 인 Roman Kellenberger.

그 결과를 얻기 위해 연구원들은 같은 종류의 데이지 식물에서 가짜 파리가 있거나 없는 꽃잎에서 어떤 유전자가 켜져 있는지 비교했습니다. 그들은 또한 단순한 반점 패턴을 생성하는 다른 유형의 데이지의 꽃잎과 비교하여 어떤 유전자가 특히 데이지의 반점을 그렇게 기만적으로 만드는 데 관여했는지 알아냈습니다.

이것은 꽃잎 위에 여러 개의 가짜 파리를 생산하는 꽃의 유일한 예입니다. 데이지 가족의 다른 구성원은 훨씬 더 단순한 지점을 만듭니다. 예를 들어 모든 꽃잎 주위의 고리에 있는 지점은 실제 파리에 그다지 설득력이 없습니다. 가계도에서 서로 다른 데이지를 비교함으로써 연구자들은 가짜 파리가 생겨난 순서를 알아낼 수 있었습니다. 먼저 색상, 그 다음 임의의 위치, 그 다음 질감입니다.

“매우 짧은 시간 내에 완전히 새로운 기관을 진화시키는 것과 거의 같습니다. 수컷 파리는 단순한 반점이 있는 꽃에 오래 머물지 않지만 이 가짜 파리에 너무 확신을 갖고 짝짓기를 시도하는 데 추가 시간을 보냅니다. 꽃에 더 많은 꽃가루를 문지르면 꽃가루받이에 도움이 됩니다.”라고 Kellenberger는 말했습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/03/230323135524.htm