Uit nieuw onderzoek is gebleken dat ‘blokken’ DNA die worden gedeeld door vlinders, motten en watervlinders meer dan 200 miljoen jaar oud zijn. Ze zijn geïdentificeerd met behulp van een hulpmiddel dat is ontwikkeld door wetenschappers aan universiteiten in Groot-Brittannië, Duitsland en Japan. Deze ontdekking illustreert de verbinding en evolutie van chromosomen bij deze soorten, waardoor niet alleen hun genetische geschiedenis wordt onthuld, maar ook kan helpen bij het bestuderen van de chromosomale evolutie in andere organismen.
Onderzoekers van de Universiteit van Exeter in Groot-Brittannië, de Universiteit van Lübeck in Duitsland en de Iwate Universiteit in Japan hebben een methode ontwikkeld om de chromosomen van verschillende vlinders en motten te analyseren.
Chromosomen van de Afrikaanse monarchvlinder. Met behulp van een DNA-sonde gekoppeld aan een fluorescerend reportergen markeren rode stippen de uiteinden van elk chromosoom. Bron: Universiteit van Exeter
Ze vonden chromosomale blokken die aanwezig zijn in alle motten- en vlindersoorten, en ook in Trichoptera, een familie van watervlinders die ongeveer 230 miljoen jaar geleden een gemeenschappelijke voorouder deelden met motten en vlinders.
Motten en vlinders (gezamenlijk bekend als Lepidoptera) hebben sterk variërende chromosoomaantallen, variërend van 30 tot 300, maar de bevindingen van het onderzoek tonen opvallend bewijs dat hun homologe blokken (structureel vergelijkbaar) zich ver terugstrekken.
Professor Richard French-Constant van het Centre for Ecology and Conservation aan de Penryn Campus in Exeter, Cornwall, zei: ‘DNA wordt samengeperst tot individuele deeltjes, of chromosomen, die de basiseenheid van erfelijkheid vormen. Als genen zich op dezelfde ‘streng’ of chromosoom bevinden, hebben ze de neiging samen te worden geërfd en zijn daarom ‘gekoppeld’. De chromosoomaantallen van verschillende dieren en planten variëren echter enorm, dus we kunnen niet gemakkelijk zeggen welke chromosomen met welke verwant zijn, wat een groot probleem is als de chromosoomaantallen variëren. sterk, zoals het geval is bij lepidoptera."
"We hebben een eenvoudige techniek ontwikkeld waarmee we naar de overeenkomsten in blokken genen op elk chromosoom kunnen kijken, waardoor we een realistisch beeld krijgen van hoe ze zijn veranderd naarmate verschillende soorten evolueerden. Het bleek dat 30 fundamentele 'homologe' eenheden (letterlijk 'aan hetzelfde touwtje', het touwtje is DNA) aanwezig zijn in alle vlinders en motten en helemaal terug te voeren zijn op hun zustervlinders.'
Vlinders worden vaak gezien als een belangrijke indicator voor het behoud van de biodiversiteit, en veel vlindersoorten gaan over de hele wereld achteruit als gevolg van de impact van menselijke activiteiten. Uit deze studie blijkt echter dat ze ook bruikbare modellen zijn voor het bestuderen van de evolutie van chromosomen.
Dit onderzoek verbetert het begrip van de wetenschappelijke gemeenschap over hoe genen evolueren in motten en vlinders, en belangrijker nog: soortgelijke technieken kunnen ook licht werpen op de chromosomale evolutie in andere dier- en plantengroepen.