U cijelom životinjskom carstvu, ptice su neka od najšarenijih stvorenja. Ali kako su nastale sve te nevjerojatno obojene različite vrste ptica?
Gotovo sve ptice sa jarko crvenim, narančastim i žutim perjem ili kljunom koriste skupinu pigmenata koji se nazivaju karotenoidi za proizvodnju svoje boje. Međutim, te životinje ne mogu izravno stvarati karotenoide. Moraju ih dobiti putem prehrane iz biljaka koje jedu.
Papige su iznimka od ovog pravila, jer su razvile potpuno novi način za stvaranje šarenih pigmenata, nazvanih psittacofulvins.
Iako znanstvenici već neko vrijeme znaju za ove različite pigmente , razumijevanje biokemijske i genetske osnove koja stoji iza načina na koji ih ptice koriste za mijenjanje boje je bilo manje jasno. Ali dvije nedavne odvojene studije o papigama i zebama dale su vitalan uvid u ovu misteriju.
Jednu studiju , objavljenu u Current Biology , vodio je jedan od nas (Daniel Hooper), a drugu je vodio portugalski biolog Roberto Abore, a objavljena je u Scienceu . Zajedno, oni unapređuju naše razumijevanje načina na koji ptice proizvode svoje šarene prikaze – i kako su te osobine evoluirale. Jedan enzim
Dvije nove studije uključile su velike timove međunarodnih istraživača. Iskoristili su nedavna dostignuća u genetičkom sekvencioniranju kako bi ispitali koje regije genoma (kompletan skup DNK životinje) određuju prirodnu varijaciju žuto-crvene boje kod papiga i zeba.
Zanimljivo, iako ove dvije skupine ptica proizvode svoje šarene prikaze koristeći različite vrste pigmenata, znanstvenici su otkrili da su evoluirale na sličan način.
Arboreova studija bavila se tamnim lorijem ( Pseudeos fuscata ), papigom porijeklom iz Nove Gvineje s trakama perja koje mogu biti žute, narančaste ili crvene boje. Istraživanje je pokazalo da su promjene između žute i crvene boje perja povezane s enzimom ALDH3A2. Ovaj enzim pretvara pigmente crvene papige u žute. Kada perje u razvoju sadrži velike količine enzima, na kraju požuti; kad imaju manje, završe crveno.
Znanstvenici su otkrili da enzim ALDH3A2 također objašnjava varijacije boje kod mnogih drugih vrsta papiga koje su neovisno evoluirale varijacije boje od žute do crvene.
Većina karotenoidnih pigmenata koje ptice mogu konzumirati iz svoje prehrane su žuti ili narančasti, tako da ptičja tijela moraju nekako promijeniti kemijski sastav pigmenata nakon što ih pojedu kako bi proizvela crvenu boju.
Hooperova studija ispitivala je varijacije u ovoj osobini u cijeloj rasprostranjenosti dugorepe zebe u divljini i varijacije u genomima izmjerenih ptica. Ispostavilo se da je boja kljuna kod ovih zeba uglavnom povezana s dva gena, CYP2J19 i TTC39B.Zajedno, ova dva gena pokreću pretvorbu žutih dijetalnih karotenoida u crvene.
Čini se da je kod dugorepe zebe žuta boja rezultat mutacija koje isključuju ove gene posebno u kljunu dok ih zadržavaju u drugim dijelovima tijela, poput očiju.
