Раскрыта причина парящего полета колибри

Science: утрата гена FBP2 привела к способности парящего полета у колибри

Фото: Candi Foltz / Unsplash

Ученые Гарвардского университета раскрыли генетическую причину возникновения способности к парящему полету у колибри. Согласно результатам исследования, опубликованного в журнале Science, утрата гена FBP2 привела к тому, что клетки мышц приобрели способность быстро усваивать фруктозу, получаемую из нектара цветков.

Генетики проанализировали геном длиннохвостого колибри-отшельника Phaethornis superciliosus и сравнили его с геномами других видов колибри и 45 птиц, таких как домашняя курица, голубь и орел. Это позволило определить генетические различия, которые позволяют колибри получать большое количество энергии, извлекая ее из потребляемого сахара. Например, известно, что колибри способны напрямую усваивать фруктозу с той же эффективностью, что и глюкозу. При этом углеводы метаболизируются уже в течение нескольких минут после их попадания в организм.

Оказалось, что у всех колибри был потерян ген, кодирующий фрутозо-бисфосфатазу 2 (FBP2). Это произошло от 48 до 30 миллионов лет назад, когда у общих предков всех колибри эволюционировала способность к парящему полету и к питанию нектаром. FBP2 — фермент, который участвует в метаболическом пути глюконеогенезе, приводящем к образованию глюкозы из пировиноградной кислоты. Эксперименты с линией мышечных клеток птиц подтвердили, что нокаут гена FBP2 ускоряет гликолиз, усиливает митохондриальное дыхание, а также увеличивает число митохондрий, производящих энергию.

Однако, кроме потери FBP2, у предков колибри могли произойти и другие генетические изменения. У некоторых других белков, играющих важную роль в метаболизме сахара, были обнаружены аминокислотные изменения, вероятно, возникшие из-за направленного отбора. Для оценки их роли в эволюции парящего полета у колибри нужны дальнейшие исследования, отмечают ученые.