De Shirley Richardson Butterfly Garden in Assiniboine Park getuigt van onze fascinatie voor de kleurrijke insecten die zo velen verrukken. De prachtige patronen en aangename texturen van hun vleugels trekken niet alleen parkbezoekers aan, maar spelen ook een rol in de eigen parings- en hofrituelen van vlinders. en waarschuw roofdieren voor een vieze smaak als ze deelnemen aan de fladderende wezens.

Het geheim van hoe vlinders (wetenschappelijke naam:Lepidoptera) zulke opvallende reeksen creëren, is gedeeltelijk opgelost door nieuw onderzoek door wetenschappers van de Universiteit van Manitoba in Winnipeg, Canada. Ze hebben de genetische code ontdekt waarmee vlinders tijdens de ontwikkeling kleurpatronen toewijzen aan verschillende delen van hun vleugels.

"Dit onderzoek levert een sleutelstuk op de puzzel van hoe vlinders erin zijn geslaagd om zo'n diversiteit aan kleurpatronen te produceren, " zegt bioloog dr. Jeffrey Marcus van de faculteit Bètawetenschappen. "We hebben nu inzicht in de genetische mechanismen die bepalen hoeveel oogvlekken er op elk vleugeloppervlak worden gemaakt, hun posities op de vleugel, en of een soort uniforme of variabele oogvlekken maakt."

Marcus en zijn voormalige afstudeerstudent Roohollah Abbasi ontdekten dat tijdens de overgang van rups naar pop, vlinders gebruiken een gemeenschappelijke reeks transcriptiefactoren (codes die genen aan- en uitzetten) die verschillende ontwikkelingscompartimenten in hun vleugels creëren. Voorafgaand aan hun werk, men geloofde dat er maar twee van zulke vleugelcompartimenten waren, maar Marcus en Abbasi hebben aangetoond dat zowel vlinders als vliegen in feite drie compartimenten in elke vleugel hebben.

Marcus zegt:"We vonden een voorheen onbekende, maar een cruciaal onderdeel van het systeem dat de anterior-posterior (of "kop-staart") as van vlindervleugels vormt. Het is een compartimentgrens:een barrière die voorkomt dat cellen tijdens de ontwikkeling in het achterste deel van de vleugel over een onzichtbare lijn in een weefsel bewegen. Het is verantwoordelijk voor het organiseren van de aderen en kleurpatronen die daar en in cellen in de omliggende regio voorkomen. We hebben deze nieuwe grens de ver-achterste compartimentgrens genoemd."

Abbasi voegt eraan toe, "Onze studies stelden ons in staat een nieuwe hypothese te synthetiseren voor 'genetische adressen' die verantwoordelijk zijn voor het sturen van de plaatsing van oogvlekken en waardoor ze op een enkel vleugeloppervlak vergelijkbaar of verschillend van elkaar kunnen zijn."

Het vermogen om verschillende kleurpatronen te produceren heeft grote gevolgen voor de ecologie van vlinders, die deze patronen gebruiken om partners te selecteren, voor camouflage, en om roofdieren te vermijden of te intimideren. Het is gedeeltelijk vanwege dit vermogen om diversiteit aan kleurenpatronen te produceren dat er zoveel prachtig verschillende soorten vlinders zijn geëvolueerd.

Verder, het werk van Marcus en Abbasi was ongebruikelijk omdat het zich concentreerde op vlinders in plaats van fruitvliegen, die het meest worden bestudeerd door insectenbiologen. Echter, vier decennia van onderzoek naar insectenvleugels hebben het zojuist ontdekte compartiment niet gevonden.

"Bij vlinders, we kunnen de kleurpatronen gebruiken als oriëntatiepunten, de onderliggende ontwikkelingsarchitectuur van alle insectenvleugels duidelijker maken, " zegt Marcus.

Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Nature Wetenschappelijke rapporten .