Из-за этих различий виды животных потребляют разное количество макроэлементов, таких как углеводы и аминокислоты. Вполне возможно, что метаболизм должен соответствовать выбору диеты каждого вида. Однако мы плохо понимаем эволюцию метаболизма животных – каковы основные генетические изменения и как эти изменения определяют оптимальный состав питательных веществ для данного вида.
Исследовательская группа под руководством доцента Вилле Хиетакангаса из Хельсинкского университета изучила эволюцию метаболизма с использованием двух очень близких видов плодовых мух.
Первый из них – это универсал, Drosophila simulans, который питается различными фруктами и овощами, которые обычно содержат большое количество сахаров. Второй – Drosophila sechellia, которая специализировалась на питании одним фруктом, Нони, Morinda citrifolia, с низким содержанием сахара.
"Мы обнаружили довольно существенные метаболические различия между этими видами.
D. sechellia личинки, которые не подвергаются воздействию сахара в природе, не могли расти, когда их помещали на диету, богатую сахаром, в то время как D. simulans не испытывал проблем с диетическим сахаром », – объясняет Хиетакангас.
Тесное родство видов плодовой мухи позволило ученому скрестить виды, чтобы получить гибриды, которые в значительной степени были генетически похожи на D. sechellia, но содержал те геномные области D. simulans, которые были необходимы для толерантности к сахару.
«Возможность анализировать гибридных животных была ключевым преимуществом нашего исследования.
Таким образом, мы могли не только полагаться на корреляцию результатов, но и идентифицировать генетические изменения, которые были причинно важны. Мы также можем сказать, что толерантность к сахару имеет свою цену. D. simulans и гибриды, устойчивые к сахару, плохо выживали на диете с низким содержанием питательных веществ. Это говорит о том, что D. sechellia эволюционировала, чтобы выжить в среде с низким содержанием питательных веществ, что потребовало такой перестройки метаболизма, которая сделала невозможным питание с высоким содержанием сахара », – говорит Хиетакангас.
Это исследование открывает много интересных вопросов, в том числе связанных с людьми. В будущем будет интересно изучить, могут ли человеческие популяции с разным диетическим прошлым, например, испытывающие крайне ограниченное питание на протяжении многих поколений, по-разному реагировать на современные диеты, богатые сахарами.