Sesalci se izogibajo kisli hrani, vendar mnoge ptice uživajo v kislem sadju.
Nova študija kaže, da so kislinski receptorji pri pticah zavirani, ko jedo zelo kislo hrano. To zavira prenos kislinskih signalov in s tem povečuje toleranco. Rezultati študije kažejo, da je molekularna evolucija kislinskih receptorjev pri pticah igrala ključno vlogo v njihovi evolucijski zgodovini in diverzifikaciji. Zanimivo je, da je ta razvoj potekal vzporedno z evolucijo zaznavanja sladkosti pri pticah pevkah, kar kaže na soevolucijo kislih in sladkih okusnih čutov.
Ptice so še posebej raznoliki kopenski vretenčarji. Ključni dejavnik v njihovi evolucijski zgodovini je njihova prilagodljivost hrani in razvoj novih virov hrane. Predvsem sadje je pomemben vir energije za večino vrst ptic, zlasti med selitvijo ali v času pomanjkanja hrane.
V novi študiji so raziskovalci z oddelka Maude Baldwin na Inštitutu Max Planck za biološko inteligenco v sodelovanju z Inštitutom za zoologijo Kunming Kitajske akademije znanosti odkrili, da so ptice z evolucijskimi spremembami razvile močno toleranco na kislo hrano. Ta sposobnost uživanja izjemno kisle hrane jim je pomagala pri izkoriščanju različnih ekoloških niš. Študija tako ponuja nove vpoglede v razvoj živalskih čutov in ekoloških prilagoditev.
Sesalci se izogibajo kislim virom hrane. Vendar pa se številne vrste ptic zlahka hranijo s kislim sadjem. Raziskovalna skupina je ugotovila ključni dejavnik za to toleranco: receptor za kisli okus, otopetrin 1 (OTOP1), je pri nekaterih vrstah ptic v zelo kislem okolju zaviran. To zmanjša prenos kislih signalov. Ptice tako slabše zaznavajo kislino in jo bolje prenašajo.
Z urejanjem genoma so raziskovalci v miši vstavili gen OTOP1 iz kanarčka. Te gensko spremenjene miši so pokazale znatno zmanjšanje nevronskih odzivov na kisle dražljaje. Pri različnih vrstah ptic se je izkazalo, da se njihova toleranca na kislino znatno zmanjša, če se njihov receptor OTOP1 ne izklopi med uživanjem kislega sadja. To potrjuje ključno funkcijo receptorja pri zaznavanju in toleranci na kislino. Nadaljnje analize so identificirale štiri specifična mesta aminokislin, ki prispevajo k lastnostim receptorja OTOP1 za zatiranje kisline (H239, L306, H314 in G378). Samo ptice pevke imajo mutacijo na zadnjem položaju, G378, kar jim daje še večjo toleranco na kislino.
Z rekonstrukcijo okusnih receptorjev prednikov na različnih točkah v družinskem drevesu ptic pevk so raziskovalci odkrili tudi, da je razvoj povečane tolerance na kisline pri pticah pevkah potekal vzporedno z razvojem sposobnosti okušanja sladkosti. To nakazuje na možno soevolucijo občutkov kislega in sladkega okusa. Ta interakcija je pticam omogočila, da so razširile svoje prehranske preference in jedle ne le zelo kislo sadje, temveč tudi sladke vire, kot je nektar. To je morda vplivalo na razvoj ptic pevk, skupine ptic, ki predstavlja skoraj polovico vseh živečih vrst ptic.
Skratka, ta nova študija kaže, da je funkcionalni razvoj kislinskega receptorja pomembno oblikoval evolucijsko zgodovino ptic in tako ponuja nov vpogled v molekularne mehanizme, s katerimi živali prilagajajo svoje senzorično zaznavanje okolju.
izvirno objavo
Molekularna evolucija tolerance na kislo pri pticah
Hao Zhang †, Lei Luo†, Qiaoyi Liang †, Lifeng Tian †, Yong Shao †, Xiuping Zhang, Kaixun Cao, Anna Luo, Chengsan Wang, Peter Muiruri Kamau, Dong-Dong Wu, Maude W. Baldwin, Ren Lai
† Ti avtorji so k študiji prispevali enako.
Znanost, na spletu 19. junija 2025
Preberite tudi
Prefinjene rože manipulirajo s čmrlji za boljše opraševanje | Pugnalom
Pajki lahko vohajo z nogami | Pugnalom
