Каротиноиды в окраске цихлид.

[janis]

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1095643314000658?via%3Dihub

Каротиноидная окраска у цихлид.

Авторы Кристина М. Сефк Александрия C. Браун Этан Д. Клотфелтер

Цвета животных играют важную роль в общении, экологическом взаимодействии и видообразовании. Каротиноидные пигменты отвечают за многие желтые, оранжевые и красные оттенки у животных. В то время как обширные знания о ближайших механизмах, лежащих в основе окраски каротиноидов у птиц, привели к проверяемым гипотезам о птичьей эволюция цвета и сигнализации, гораздо меньше известно о выражении каротиноидной окраски у рыб. Здесь мы описываем цихлид (Perciformes: Cichlidae) как систему, в которой изучается физиологическое и эволюционное значение каротиноидов. Цихлиды включают одни из лучших примеров адаптивной радиации и диверсификации цветовых паттернов у позвоночных. В этой статье мы рассмотрим корреляты пигментации каротиноидов у цихлид и рассмотрим гипотезы относительно содержания сигнала в орнаментах на основе каротиноидов. Основа окраски зависит от диеты и состояния организма и положительно связана с успехом спаривания и социальной доминантой. Пробелы в наших знаниях обсуждаются в последней части этого обзора, особенно в понимании путей метаболизма каротиноидов и генетики окраски. Мы предполагаем, что метаболизм и транспорт каротиноидов являются важными ближайшими механизмами, ответственными за индивидуальные и популяционные различия в окраске цихлид, которые могут в конечном счете способствовать диверсификации и видообразованию.

 

Многие из этих вопросов,  могут быть рассмотрены у других организмов, но мы считаем, что цихлиды являются особенно важной группой для такого рода исследований по нескольким причинам. С одной стороны, понимание физиологии и биохимии каротиноидов важно для нашего понимания эволюции цихлид. С другой стороны, необычайное разнообразие цихлид поможет продвинуть наше понимание роли каротиноидов в биологии организма. Во-первых, богатое разнообразие цветовых паттернов цихлид обещает возможности выявить различные генетические, клеточные и физиологические процессы, связанные с окраской и дифференциацией цветовых паттернов (Kocher, 2004). Изменение степени сексуального дихроматизма среди родственных видов может информировать нас о регулировании цветовой палитры(Gunter et al., 2011), а также зависящие от состояния изменения цвета у A. burtoni, модельный вид в социальной нейронауке (Hofmann and Fernald, 2001; Fernald, 2012).

Некоторые виды цихлид являются экономически важными, и коллективных интересов индустрии аквакультуры для повышения продуктивности и окраски рыбы могут быть перенесены на предмет эволюционной физиологии. Продолжающееся развитие геномики цихлид, включая целые последовательности генома, предоставит генетические инструменты для выделения генов, участвующих в поглощении, транспорте и конверсии каротиноидов.

Тестирование функции изолированных генов оказалось в пределах досягаемости при успешном создании трансгенных цихлид (Fujimura and Kocher, 2011; Juntti et al., 2013). Актуальность этих выводов, несомненно, будет распространяться на другие таксоны Perciform, а также на другие богатые видами группы позвоночных. Во-вторых, вышеупомянутое изменение окраски может помочь нам лучше понять взаимосвязь между фенотипической пластичностью и видообразованием (Pfennig et al., 2010). Цихлиды - это учебники по адаптивному излучению и эволюционной диверсификации, и мы знаем, что цветовые закономерности и различия являются важными факторами, связанными с видообразованием у цихлид. Например, ассортативное спаривание и социальное доминирование, основанные на окраске на основе каротиноидов, способствуют видообразованию и сосуществованию видов (Seehausen and van Alphen, 1998; Elmer et al., 2009; Dijkstra and Groothuis, 2011). Кроме того, различия в цветовых вариациях встречаются на разных уровнях филогенетической дивергенции - полиморфных популяциях , внутривидовой географической вариации и вариации по видам и семействам - и иногда повторяются в независимых таксонных парах (Maan and Sefc, 2013) ). Мы прогнозируем, что наше понимание этого взрывного адаптивного излучения будет значительно улучшено, если нам удастся расширить наши знания о ближайших и конечных механизмах, опосредующих окраску на основе каротиноидов, и объединить его с богатством существующих знаний о цихлидной экологии, поведении и филогенетических отношениях.