Бесконечное число самых прекрасных форм. Новая наука эво-дево и эволюция царства животных

Нам вновь провезло. Крейг Брюнетти, один из сотрудников моей лаборатории, занялся поиском других продуктов мастер-генов в пятнах-глазках на крыльях бабочек и обнаружил еще две интересные закономерности. Он стал исследовать два важных белка, Spalt и Engrailed, и обнаружил, что на крыльях африканской бабочки Bicyclus anynana они экспрессируются в виде пятна и кольца соответственно (вкладка 8е). У этих бабочек белый центр глазка окружен широким черным ободком, который, в свою очередь, окружен золотистым ободком. Зона экспрессии Spalt точно соответствует будущему черному кольцу, а зона экспрессии Engrailed — будущему золотому кольцу. Точное соответствие между кольцами экспрессии белка в развивающихся чешуйках и будущими кольцами глазков продемонстрировано на цветных вкладках.

Engrailed и Spalt — тоже очень старые гены, выполняющие другую работу, так что объяснить их новую функцию в создании пятен-глазков можно таким же образом, как и в случае Distal-less: это результат эволюции новых переключателей, контролирующих эти гены и позволяющих им освоить новую функцию.

8с Белок Distal-less у гусеницы синтезируется в тех клетках зачатка крыла, которые у бабочки будут находиться в середине пятен-глазков. Белок Distal-less (показан зеленым цветом) на большом увеличении виден в виде мелких пятнышек (нижняя правая фотография на верхнем рисунке). Эти пятнышки маркируют положение белых центров пятен-глазков взрослой бабочки (внизу), которые появятся не раньше чем через неделю.

8d Экспрессия гена Distal-less коррелирует с наличием или отсутствием пятен на крыльях бабочек разных видов.

В колонке слева показана локализация белка этого гена в зачатках крыльев у гусениц четырех видов бабочек, а справа — крылья соответствующих взрослых особей.

8е Расположение разноцветных колец, образующих пятно-глазок на крыле взрослой бабочки, намечается еще на стадии куколки за счет экспрессии двух генов развития (на верхней фотографии области, где локализованы белки этих генов, показаны зеленым и лиловым цветом; в центре они перекрываются). Эти области маркируют расположение белого центра, а также черного и золотого колец на крыле взрослой бабочки которые появятся более чем через неделю. Крейг Брюнетти.

Пятнадцать минут славы

Позвольте мне немного отвлечься от науки и рассказать вам историю о непредвиденных последствиях наших неожиданных открытий. Эта история показала мне, насколько красота способствует пробуждению интереса к науке.

Когда волна ликования после обнаружения гена Distall-less в глазках на крыльях бабочек слегка утихла, мы подготовили результаты к публикации. Однако мы быстро обнаружили, что далеко не все разделяют наш восторг. Журнал Nature отклонил нашу статью без дальнейшего рецензирования. Ну ладно, в первый раз не повезло. Мы отправили статью в журнал Science. Там редакторы отнеслись к нам с большим вниманием и решили опубликовать статью и даже напечатать изображение крыла бабочки на обложке. Это было здорово — наша миссия выполнена!

Однако это только начало истории.

Обычно принятая к публикации статья выходит как минимум через пару месяцев, поэтому я и не думал о ней, когда отправился на очередную научную конференцию. Я жил в студенческом общежитии на территории университетского кампуса, питался в столовой и всецело отдавался обаянию академической науки. В перерыве между выступлениями коллег я получил сообщение о том, что со мной хочет связаться Николас Уэйд — научный обозреватель газеты The New York Times.

В недоумении я позвонил Уэйду и выяснил, что он готовит очерк на тему нашей статьи, которая вот-вот должна выйти в Science. Я подумал, что будет хорошо, если мама и мои соседи прочтут этот очерк и поймут, на что я потратил все годы учебы и чем занимался по ночам в лаборатории. Мы подробно все обсудили, и я вернулся к докладам и дискуссиям.