Hogyan lehet megenni egy mérgező lepkét?

A Kaliforniai Egyetem (Riverside) kutatójának vezetésével azt mérték fel, miként lehet elfogyasztani a királylepkéket, amelyek teli vannak a tápnövényük, a selyemkóró által termelt méreganyagokkal. A selyemkóró mérge a lepke számára is méreg volna (a növények pont azzal a céllal állítanak elő méreganyagokat, hogy a növényevők, pl. a hernyók ellen védekezzenek), ám a királylepke szervezete evolúciója során úgy fejlődött, hogy képes elkerülni a mérgezés sejtszintű hatásait. A lepke így vált képessé arra, hogy saját magát mérgekkel megtöltve a saját ragadozói ellen védekezzen.

A Current Biology szakfolyóiratban megjelent tanulmányban a kaliforniai kutatók négy, a királylepkét elfogyasztó állatot vizsgáltak meg. Egy féreg, egy parazita darázs, egy egér és egy madárfaj esetében olyan mutációkra derült fény, amely ezeket az állatokat alkalmassá teszi arra, hogy a lepkék méreganyagával szemben védekezni tudjanak. „A növényi méreganyag a táplálkozási lánc legalább 3 szintjén eredményezett evolúciós változásokat” – mondta Simon C. Groen, a kutatás vezetője.

A selyemkóró mérge a sejtek ún. nátrium-kálium pumpája működését célozza meg, ez szabályozza például a szívveréseinket, vagy az idegi működést. Az állatok többségénél, ha szervezetükbe jut a selyemkóró toxinja, ez a pumpa leáll, s ennek alapesetben életveszélyes következményei vannak. Azonban ennek ellenére is azt tanúsítják a megfigyelések, hogy egyes madarak és egerek előszeretettel falják fel a királylepkéket, következmények nélkül. A lepkéknél egy aminosavat fedeztek fel néhány éve, amely a nátrium-kálium pumpába három helyen beépülve megakadályozza azt, hogy a toxin leállítsa a pumpa működését, ezért is ehetik meg és halmozhatják fel védekezésként a szervezetükben a toxint a lepkék.

A kutatók számos, a királylepkéket elfogyasztó faj esetében DNS-vizsgálatokat végeztek, olyan géneket kerestek, amelyek hasonló, a nátrium-kálium pumpában bekövetkezett aminosav-változásokat jeleztek. A négy esetben megtalált genetikai átalakulás konvergens evolúció eredménye, vagyis azonos hatásra, de egymástól teljesen függetlenül alakult ki a különféle állatokban a méreg elleni védekezés. Ez azt jelenti, hogy a táplálkozási lánc harmadik szintjén (selyemkóró → lepke → ragadozó) is kialakult a méreganyag hatására a genetikai változás.