Einer neuen Studie zufolge sorgt ein einziges Enzym für die Feinabstimmung der roten und gelben Pigmente im polychromen Gefieder von Papageien. Die Ergebnisse geben neue Einblicke in die molekularen Mechanismen, die der Entwicklung und Darstellung von Farbvariationen bei einem der buntesten Vögel der Natur zugrunde liegen. Farben spielen eine zentrale Rolle bei der ökologischen Anpassung und Kommunikation in der Natur.
Dies gilt insbesondere für Vögel, die sich durch eine breite Palette an leuchtenden Gefiederfarben und -mustern auszeichnen. Unter den Vögeln gelten Papageien als eine der farbenprächtigsten Arten, die in der Lage sind, durch charakteristische Pigmente, die so genannten Psittacofulvine, ein atemberaubendes Spektrum an Gefiederfarben zu erzeugen.
Obwohl bekannt ist, dass ein Schlüsselenzym, die Polyketidsynthase (PKS), bei diesem Prozess eine Rolle spielt, ist der molekulare Mechanismus, der der Fähigkeit der Papageien, eine solche Vielfalt an Farbtönen zu erzeugen, zugrunde liegt, nach wie vor kaum verstanden. Mit einer umfassenden Kombination aus chemischen und enzymatischen Analysen, genetischer Kartierung und Einzelzell-Genomtechniken untersuchten Roberto Arbore und Kollegen, wie Psittacofulvine biochemisch modifiziert werden, um gelbe bis rote und grüne Farbtöne im Gefieder von Papageien zu erzeugen.
Arbore et al. fand heraus, dass ein Großteil der Farbvariationen bei Papageien durch die Feinabstimmung der Expression eines einzigen Schlüsselenzyms, ALDH3A2, gesteuert wird, das den Aldehydstoffwechsel moduliert und den Wechsel zwischen rotem und gelbem Gefieder reguliert.
Den Ergebnissen zufolge beeinflusst ALDH3A2 die Zusammensetzung der Psittacofulvin-Pigmente, indem es rote Aldehydmoleküle zu gelben carboxylhaltigen Molekülen oxidiert, die selektiv in die sich entwickelnden Federn eingelagert werden und so das Gleichgewicht zwischen roten und gelben Psittacofulvin-Pigmenten im Gefieder eines Papageis steuern. Arbore et al. argumentieren, dass dieser einfache Mechanismus, der von einem einzigen Gen mit großer Wirkung angetrieben wird, einen Einblick in die schnelle und weit verbreitete Evolution der verschiedenen Farben bei Papageien bietet.
Original Paper:
A molecular mechanism for bright color variation in parrots | Science
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