Genuttryck förklarar färgskillnader mellan fågelarter
Genetiska mekanismer bakom sexuella ornament eller hotsignaler är sällan kända. Det begränsar förståelsen för sexuellt urval och evolutionära konsekvenser. Forskare vid universiteten i Göteborg och Cambridge har tidigare identifierat en gen inblandad i fåglars förmåga att omvandla gula karotenoider från födan till röda pigment. Nu visar forskarlaget att genen och dess uttryck har haft en nyckelroll i uppkomsten av röda färgsignaler hos afrikanska vävarfåglar, en grupp som annars domineras av gula arter.
Foto av Staffan Andersson.
Iögonfallande färger hos fåglar och andra djur är i de flesta fall resultat av evolution genom sexuellt urval, Darwins geniala men länge kontroversiella förklaring av kostsamma utsmyckningar i naturen. Kunskapen om sexuellt urval och dess konsekvenser (inte bara för 
utseende och beteende utan även för artbildning och biologisk mångfald) har kraftigt ökat under de senaste decennierna, men är fortfarande begränsad av att de genetiska mekanismerna är dåligt kända.
Men för klarröda färgsignaler hos fåglar är de genetiska och biokemiska orsakerna på god väg att avslöjas. Ett forskningssamarbete mellan Göteborg och Cambridge identifierade nyligen en gen (CYP2J19), vars produkt sannolikt är det enzym som ligger bakom fåglarnas unika förmåga att kemiskt modifiera gula karotenoid-pigment från födan till röda pigment.
Ny studie bekräftar genens funktion
En ny studie, publicerad i tidskriften Molecular Ecology, bekräftar nu genens funktion och nyckelroll för evolution av röda färgsignaler hos vilda fåglar. Genens uttryck (enzym-produktion) undersöktes hos 16 arter av afrikanska vävarfåglar, en grupp som länge studerats med avseende på sexuellt urval och evolution av hanars röda och gula praktdräkter.
– Genen upptäcktes hos avlade burfåglar, men vi visar nu att den verkligen ligger bakom evolutionära uppkomster av röda fågelfärger i naturen. Det är särskilt spännande att hitta och kunna följa upp den här mekanismen hos den fågelgrupp där vi började leta, och där vi har god kunskap om det sexuella urvalet och arternas evolutionära historia, säger Staffan Andersson, projektledare och professor i ekologisk zoologi vid Göteborgs universitet.
Att genuttryck och färg skiljer sig mellan närbesläktade vävararter, som lever i liknande miljöer och tycks utsättas för samma sorts sexuella urval av rödare färg, är särskilt intressant, anser forskarkollegan Maria Prager.
– Det visar att mellanartsskillnader, och i förlängningen biologisk mångfald, inte bara beror på olika evolutionära anpassningar. Diversitet kan delvis, eller till och med huvudsakligen, vara ett resultat av olika genetiska begränsningar som hindrar eller omdirigerar den evolutionära responsen.
Hos de färgglada vävarfåglarna har experiment visat att hanar hos gula vävare skulle stärkas i revirstrider av röda hotsignaler, men trots detta starka selektionstryck så tycks de gula vävararterna vara oförmögna att slå på uttrycket av CYP2J19 i levern.
– Förenklat kan man se det som att dessa arter väntar på gynnsamma mutationer, säger Staffan Andersson.
Studien publicerades i Molecular Ecology 12 december.
För mer information:
Staffan Andersson, professor i ekologisk zoologi vid Göteborgs universitet,
Tel: 0708-64 19 59 / 031-786 36 47, E-post: staffan.andersson@bioenv.gu.se
Maria Prager, forskare vid Göteborgs universitet,
Tel: 0739-408959, E-post: maria.prager@bioenv.gu.se
Foto:
Samtliga fåglar är av röda och gula arter i familjen vävarefåglar (Ploceidae). Fotograf: Staffan Andersson.
Porträttfoto av Staffan Andersson med vävaren long-tailed widowbird. Fotograf: Maria Prager