Genetický původ průmyslového melanismu u píďalky Biston betularia

Průmyslový melanismus byl popsán v 19. století v Anglii, kdy se během Průmyslové revoluce objevily u řady nočních motýlů s kryptickým zbarvením, připomínajícím světlou kůru listnatých stromů, melanické formy, které lépe splynuly se silně znečištěným prostředím a byly tak méně nápadné pro ptačí predátory. Učebnicovým příkladem této rychlé evoluční odpovědi na drastické změny životního prostředí se stal drsnokřídlec březový (Biston betularia), motýl z čeledi píďalkovitých (Geometridae). Ačkoliv výzkumu genetické podstaty jeho melanické formy carbonaria byla věnována velká pozornost a mezi genetiky a evolučními biology se stala „celebritou“, podařilo se pouze zjistit, že je řízena dominantní mutací neznámého genu. Teprve detailní mapování genomu drsnokřídlece přineslo nové zásadní poznatky o genetické podstatě a původu mutace carbonaria. Kolegové z Liverpoolu identifikovali molekulární markery v těsné vazbě s touto mutací a analýzou DNA odchycených i muzejních exemplářů obou forem, původní typica a mutantní carbonaria, prokázali, že všechny anglické exempláře carbonaria mají společný původ. Vazebným mapováním též prokázali, že gen carbonaria leží v oblasti genomu odpovídající chromosomu 17 bource morušového (Bombyx mori). V naší laboratoři jsme pak identifikovali homologní chromosom 17 drsnokřídlece a lokalizovali gen carbonaria pomocí fluorescenční in situ hybridizace (FISH) se sondou, připravenou z bakteriálního umělého chromosomu (BAC) genomové knihovny drsnokřídlece. Výsledky uveřejněné v časopise Science tedy dokazují, že forma carbonaria vznikla nově jedinou relativně nedávnou mutační událostí v Anglii a je řízena novým, dosud neznámým melanickým genem, lokalizovaným v malé oblasti chromosomu 17. Tato oblast se shoduje s genomovou oblastí jiných motýlů, kde jsou dle současných studií lokalizovány hlavní regulační geny vzoru křídel motýlů.

van’t Hof, A.E., Edmonds, N., Dalíková, M., Marec, F., and Saccheri, I.J.: Industrial melanism in British peppered moths has a singular and recent mutational origin. Science 332: 958-960 (2011)