Kelebeklerin kanat pullarının pigmentleri ve ince yapıları sonucunda, böceğin kamufle olmasına ya da eş çekebilmesine yardımcı olan renk mozaikleri ve desenler oluşur. 3 Temmuz 2018 tarihli Cell Reports dergisinde yayımlanan bir makalede, bilimciler kelebeklerde rastlanan çok sayıda farklı renk ve desenin, nasıl olup da sadece birkaç tane pigment genine bağlı olarak ortaya çıkabildiğini gösterdi. Ekip, Doğu Afrika'da yaşayan Bicyclus anynana türü kelebeğin kanat renkleri üzerinde oynama yapmak için CRISPR-Cas9 genom düzenleme aracını kullandı. Bunun sonucunda, renklerin yanı sıra pulların yüzey yapılarının ve sertliklerinin de değiştiğini saptadılar. Bu durum, pigmentasyon genlerinin, kanat pulu oluşumundaki ikili rolünü gösteriyor.



"Yaptığımız çalışma, kanat pullarının renginin ve yapısının yakından ilişkili olduğuna işaret ediyor, çünkü pigment molekülleri bir yandan da pulların yapısını etkiliyor. Kelebeğin kanat pigmentlerini üreten melanin yolağındaki bazı son ürünler, hem pul renkliliğinde, hem de pul biçiminde rol oynuyor," diyor Singapur Ulusal Üniversitesi'nden ekibin deneyimli üyesi Antónia Monteiro.

Doktora sonrası araştırmacısı Yuji Matsuoka, B. anynana türü kelebeğin pigment genlerinin 5 tanesini, CRISPR-Cas9 kullanarak devre dışı bıraktı. Böylelikle, bu genlerin her birinin kelebeğin kanat rengine katkısını daha iyi anlamayı amaçlıyordu. Şaşırtıcı bir şekilde, mutasyonlar kanat pullarının yapısını da değiştirdi. Bir mutasyon dopa-melanin pigmentinin üretimini engellediğinde, fazladan bir kitin katmanı, yani dış iskeletin lifli bir bileşeni, kanat pulunun üst yüzeyinde yatay olarak oluştu. Başka bir mutasyon dopamin-melanin pigmentinin üretimini engellediğinde ise dikey kitin yaprakları belirdi.



"Bazı kelebeklerin parlak renk tonlarına sahip olmasının nedeni, pullarının üzerinde, gelen ışıkla girişim yapan ve yapısal renkler olarak bilinen (karşılık gelen pigmentleri üretmeden) gölgeler oluşturan ince kitin filmlerin olması olabilir. Kitin katmanının üst ve alt yüzeylerinden yansıyan ışık demetleri, birbirleriyle girişim yapabilir ve filmin kalınlığına bağlı olarak belirli renkler ortaya çıkarabilir; dolayısıyla bulgularımız bu bağlamda ilginç olabilir," diyor Monteiro.



Kanat renkleri ve desenleri, kelebeklerin avcılarından saklanmasını sağlaması ve potansiyel eşlere sinyal vermesi açısından büyük önem taşır. Eğer laboratuvarda kontrollü olarak oluşturulan söz konusu mutasyonlar doğal bir şekilde gerçekleşse, bu böceklerin sağ kalmalarını ve üremelerini tehlikeye atabilirdi. "Kelebek renkleri her zaman ya pigmentsel ya da yapısal olarak tanımlanır; ama bizim çalışmamız renk üretiminin bu iki biçiminin ikisinin birden evrimini kısıtlayabilen ilk aday genleri tanımlıyor," diyor Monteiro.