Колибритата могат да се реят, защото са загубили ген, се казва в проучване

Колибритата, произхождащи от Северна и Южна Америка, са сред най-малките и най-пъргави птици в света. Често едва по-големи от палец, те са единственият вид птици, които могат да летят не само напред, но и назад или настрани. Техният характерен кръжащ полет прави това възможно.

Зависенето обаче изисква изключително енергия. В геномно изследване публикувани в списанието Наукамеждународен екип от учени, ръководен от проф. Майкъл Хилър от Центъра за транслационна геномика на биоразнообразието на LOEWE (LOEWE-TBG) във Франкфурт, Германия, изследва еволюционните адаптации на метаболизма, които може да са позволили уникалните летателни способности на колибритата.

По време на реене, колибритата пляскат с крила до 80 пъти в секунда, създавайки характерния тананикащ звук. Никоя друга форма на придвижване в животинското царство не консумира повече енергия. Съответно техният метаболизъм протича на пълни обороти и е по-активен от този на всяко друго гръбначно. За да задоволят енергийните си нужди, колибритата разчитат на захарта в цветния нектар. Метаболизмът на колибри също има някои отличителни черти: Те абсорбират захарта бързо, имат силно активни ензими, които обработват захарите, и могат да метаболизират фруктозата също толкова ефективно, колкото глюкозата – за разлика, например, от хората.

Изследователи от Франкфурт и Дрезден сега са открили как метаболизмът на птиците е от полза за клетките на летящите мускули, които позволяват на колибритата да кръжат. В своето изследване те секвенират генома на дългоопашатия отшелник (Феторнова вежда) и сравнява този и други геноми на колибри с геномите на 45 други птици, като кокошки, гълъби и орли.

Те откриха, че генът, кодиращ мускулния ензим FBP2 (фруктоза бисфосфатаза 2), е загубен при всички изследвани колибри. Интересното е, че по-нататъшни изследвания показват, че този ген вече е бил изгубен в общия предшественик на всички живи колибри, по време на период, когато се е развил летещият полет и храненето с нектар – преди около 48 до 30 милиона години.

„Нашите експерименти показаха, че целенасоченото инактивиране на гена FBP2 в мускулните клетки подобрява метаболизма на захарта. Освен това, броят и активността на митохондриите, произвеждащи енергия, се увеличават в клетки без FBP2. Всичко това вече е наблюдавано в летящите мускули на колибри“, обяснява първият автор д-р Екатерина Осипова, понастоящем постдокторант в Харвардския университет и преди това учен в Института Макс Планк по молекулярна клетъчна биология и генетика в Дрезден и LOEWE- TBG във Франкфурт.

„Тъй като генът FBP2 се експресира само в мускулни клетки, нашите резултати предполагат, че загубата на този ген в предшественика на колибрито вероятно е била ключова стъпка в еволюцията на метаболитните адаптации на мускулите, необходими за реещ полет“, добавя ръководителят на изследването Майкъл Хилър, професор по сравнителна геномика в LOEWE-TBG и Senckenberg Society for Nature Research.

В допълнение към загубата на гена FBP2, други важни геномни промени вероятно са настъпили при колибри. Няколко други гена, които играят важна роля в метаболизма на захарта, показват промени в аминокиселините при колибри, вероятно поради насочена селекция. „Уместността на промените в тези гени за еволюционните адаптации в метаболизма на колибрито трябва да бъде изяснена чрез допълнителни проучвания и експерименти“, каза Хилър.

Благодаря на изследователския институт Senckenberg и природонаучния музей за предоставянето на тази новина.

Как летят колибри