Jätteknölkallans (Likblommans) hemlighet avslöjad

 

Bild flickr.com. Titan Arum (Jätteknölkalla el Likblomma).

Lukten av jätteknölkallans doft påminner om ruttnande kött vilket lockar massor av nyfikna besökare till växthus runt om i världen under dess sällsynta blomning. Vad som fascinerar forskare är likblommans möjlighet att värma upp sig själv med ca 6 grader Celsius precis innan den blommar genom en process som kallas termogenes, en ovanlig egenskap hos växter som inte är helt förstådd.

Nu visar en studie från Dartmouth college att jätteknölkallan att det är genetik och biologiska mekanismer som driver fram värme och luktande kemikalier då växten blommar. I collegets tidning i PNAS Nexus den 4 november har ett team av forskare under ledning av G. Eric Schaller, professor i molekylärbiologi beskrivet hur de identifierat en ny komponent i jätteknölkallans lukt som en form av en organisk kemikalie som kallas putrescin.

Schaller studerar hur växthormoner reglerar sin förmåga att växa och reagera på förändringar i sin miljö (och  extraknäcker även som författare av noveller och skräckromaner) har visat att jätteknölkallan inte är en enda blomma, utan ett kluster av små blommor gömda i en gigantisk central stjälk som kallas spadix och som kan bli upp till 3,5 meter hög vilket är växtens mest slående visuella inslag.

Det kan gå flera år utan att växten blommar, intervall på 5 till 7 år är vanligt. När den blommar är det över en natt. – Blomningarna är sällsynta och dessutom kortvariga så vi får bara en kort stund att studera de här fenomenet, beskriver Schaller.

Vid blomningen kommer ett krusidullaktigt kronbladsliknande lager vid basen av spadixen kallat spathe att vecklas ut för att skapa en kopp runt den centrala stjälken som är djupröd eller rödbrun på insidan. Spadixen börjar då värmas upp och dess temperatur stiger med ca 6 grader Celcius över omgivningstemperaturen följt strax efter av frisättningen av växtens signaturdoft som härrör från en cocktail av stinkande svavelbaserade föreningar som lockar till sig flugor och asbaggar som  pollinerar växten.

Vid blomningen 2016 samlade forskarna in nio vävnadsprover under tre nätter med början när spadixtemperaturen nådde sin topp – från läppen och basen av spaten och den höga spiken i spadixen som kallas blindtarmen. Senare lade de till ytterligare två bladprover till sin samling.

Alveena Zulfiqar, en utbytesforskare som arbetade i Schaller-labbet vid den tiden, kom på hur man skulle extrahera RNA av hög kvalitet från vävnaden vilket gjorde det möjligt för teamet att utföra RNA-sekvensanalyser och bestämma vilken roll gener spelar för att värma upp växten och orsaka lukten. RNA-analysen avslöjade att de gener som är associerade med växternas motsvarigheter till dessa proteiner, så kallade alternativ oxidas visade högre uttryck i vävnader som extraherades när blomningen började, särskilt i den så kallade blindtarmen. Vid blomningen var också gener involverade i svaveltransport och metabolism aktivt.

För att spåra de mekanismer som dessa gener sätter i funktion isolerade teamet vävnader från växten under en efterföljande blomning och i samarbete med medarbetare vid University of Missouri använde de en teknik som kallas masspektrometri för att identifiera och mäta nivåerna av olika aminosyror och molekyler som bygger upp proteiner i vävnaderna.

Som förutspåtts från  RNA-analysen upptäcktes  höga nivåer av en svavelhaltig aminosyra som kallas metionin, en föregångare till svavelbaserade föreningar kända för att lätt förångas vid upphettning vilket ger skarpa lukter. Nivåerna av metionin sjönk snabbt i vävnader som extraherades några timmar senare.

Det som kom som en överraskning, beskriver Schaller, var upptäckten av förhöjda nivåer av en annan aminosyra i vävnader som tagits från spaten fungerar som en föregångare för produktion av föreningen putrescin, ett luktämne som finns i döda djur när de börjar ruttna.

Studien är den första som avslöjar hemligheterna bakom jätteknölkallans stank på molekylär nivå och som visar de processer genom vilka jätteknölkallan reglerar temperaturen och identitet av de roller som olika delar av det blommande klustret spelar för att skapa den kadavercologne som drar till sig pollinerarna.

Jätteknölkallan innehåller fler mysterier, beskriver Schaller, som nu fokuserar på att förstå de utlösande faktorer som förutsäger när blomning ska ske och om exemplar som hålls tillsammans kan synkronisera sin blomning för att kollektivt höja luktnivån för att locka till sig ännu fler pollinerare.

Voyager 2:s data hade lösningen på mysteriet på Uranus.

 

Bild wikipedia.

Voyager 2 är en rymdsond som sköts upp av NASA den 20 augusti 1977. Den är fortfarande den enda rymdfarkost som har besökt alla isjätteplanetgör det möjligt lämna solsystemet. Se här var den finns just nu. 

NASA:s förbiflygning av Uranus  av Voyager 2 för årtionden sedan formade forskarnas förståelse av planeten, men introducerade också svårförklarliga data. En nyligen genomförd ny dataanalys i ansamlad data från färden har dock gett svar.

Voyager 2 flög förbi Uranus 1986 och gav den första och hittills enda nära glimt av denna märkliga sidledes roterande planet. Utöver upptäckten av nya månar och ringar här stod forskarna inför förbryllande nya mysterier. De energirika partiklarna runt planeten trotsade deras förståelse för hur magnetfält fungerar för att fånga upp partikelstrålning och Uranus fick rykte som en avvikare i solsystemet.

Nu har ny analys av de data som samlades in under förbiflygningen funnit att källan till just detta mysterium är ett kosmiskt sammanträffande: Det visar sig att under dagarna strax före Voyager 2:s förbiflygning hade planeten påverkats av en ovanlig typ av rymdväder som krossade planetens magnetfält och gav en dramatisk komprimering av Uranus magnetosfär.

"Om Voyager 2 hade anlänt bara några dagar tidigare skulle den ha observerat en helt annan magnetosfär vid Uranus", beskriver Jamie Jasinski vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien och huvudförfattare till det nya arbetet som publicerats i Nature Astronomy. "Rymdfarkosten såg Uranus under förhållanden som bara inträffar cirka 4 procent av tiden.

Men det var bra att vi kom dit då denna ovanliga fas skedde just då  annars hade vi inte förstått att den famns. Nu har vi hela förklaringen och har lärt oss något nytt.

För mer info om denna forsknings resultat se denna länk. 

Denisovamänniskan korsades en gång med Homo sapiens och formade dagens människa

 

Bild wikipedia Turister framför Denisovagrottan, där "Kvinna X" hittades år 2008.

2010 publicerades det första utkastet till neandertalarnas arvsmassa och jämfördes med den moderna människans arvmassa. Resultatet blev att neandertalare och moderna människor hade korsat sig med varandra i det förflutna.

Några månader senare visade en analys av ett fingerben som grävts ut i Denisovagrottan i Altaibergen i Sibirien att detta benfragment kom från en nyupptäckt hominingrupp som vi nu kallar denisovaner även denna människoart korsade sig med homo sapiens i det förflutna.

"Detta är en av de mest spännande upptäckterna om människans evolution under det senaste decenniet", beskriver Dr Linda Ongaro, postdoktoral forskning vid Trinity College Dublins School of Genetics and Microbiology och försteförfattare till en fascinerande ny översiktsartikel publicerad i den ledande internationella tidskriften Nature Genetics.

– Det är en vanlig missuppfattning att människan utvecklades plötsligt  från en gemensam förfader, men ju mer vi lär oss desto mer inser vi att korsningar med olika människoraser skedde och bidrog till att forma de människor vi är idag.

"Till skillnad från lämningar från neandertalare består den fossila lämningen av denisovafolket endast av ett fingerben, ett käkben, tänder och skallfragment. Men genom att använda dessa segment av denisovamänniskan och jämföra med den moderna människans arvsmassa har forskare avslöjat att minst tre tidigare händelser där gener från olika denisovapopulationer har tagit sig in i de genetiska signaturerna i dagens människor.

Var och en av dessa tre segment uppvisar olika nivåer av släktskap med den sekvenserade Altai Denisovan, vilket tyder på ett komplext förhållande mellan dessa systerlinjer.

I översiktsartikeln beskriver Dr Ongaro och Prof. Emilia Huerta-Sanchez bevis som tyder på att flera denisovapopulationer, som sannolikt hade ett omfattande geografiskt utbredningsområde från Sibirien till Sydostasien och Oceanien, var anpassade till olika miljöer.

De beskriver vidare ett antal gener av denisova-ursprung som gav dagens människor fördelar i olika miljöer.

Dr Ongaro tillade: "Bland dessa finns ett genetiskt fokus som ger en tolerans mot hypoxi (låg syrehalt i blodet) under syrefattiga förhållanden, vilket är mycket logiskt eftersom det ses i tibetanska befolkningar; flera gener som ger ökad immunitet; och en som påverkar lipidmetabolismen och ger värme när den stimuleras av kyla, vilket ger en fördel för inuitbefolkningar i Arktis.

"Det finns många framtida forskningsinriktningar som kommer att hjälpa oss att förstå en mer fullständig historia om hur denisovanerna påverkade dagens människor, inklusive mer detaljerade genetiska analyser i understuderade populationer vilket kan avslöja ännu dolda spår av denisovas härkomst. Att integrera mer genetiska data med arkeologisk information vore bra men då måste vi hitta fler fossil av denisova vilket skulle definitivt fylla i några fler luckor.

Forskningen stöddes av Europeiska forskningsrådet. Den publicerade översiktsartikeln kan läsas på Nature Genetics webbplats. 

En undran blir hur många fler människogrenar det fanns en gång. Liksom varför just homosapiens är den enda som övervunnit historiens vingslag. Frågor värda att fundera och filosofera kring. Något som även borde vara intressant är om Neandertalarna och denisovamänniskan korsade sig med varandra. Liksom frågan om både neandertalarna och Denisova försvann med tiden in i homosapiens arvsmassa och det av alla tre raserna blev enbart homosapiens kvar.

Hera är på väg mot asteroiden Didymos för att förstå effekten av nedslaget och kursändringen.

 

Bild wikipedia. Didymos (nederst till vänster) och Dimorphos (överst till höger) fotograferade av rymdsonden DART.

Sonden Hera är på en två år lång resa till det binära asteroidsystemet Didymos där sonden ska analysera resultaten av mänsklighetens första asteroidavböjningsexperiment.

DART-farkosten sköts upp den 24 november 2021 och kolliderade framgångsrikt med Dimorphos den 26 september 2022 klockan 23:14 UTC,  cirka 11 miljoner kilometer ; 0,074 astronomiska enheter; 29 månavstånd) från jorden. Kollisionen förkortade Dimorphos omloppsbana med 32 minuter, vilket var betydligt mer än den fördefinierade framgångströskeln på 73 sekunder.

 DART:s framgång med att avleda Dimorphos berodde på den rörelsemängdsöverföring som var förknippad med rekylen från det utkastade skräpet, vilket var betydligt större än det som orsakades av själva nedslaget. Därmed visade experimentet att vi kan ha en chans att avleda en asteroid som är på väg mot Jorden.

Den senaste djuprymdsmanövern var noggrant uträknad för att ställa in Hera för en gravitationsassistans i mars 2025 som kommer att förkorta restiden till Didymos. "Vi är mycket lyckligt lottade att Mars är på rätt plats för att kunna förkorta Heras restid", beskriver Pablo Muñoz från ESOC:s uppdragsanalysteam vilka planerade Heras resa.

Detta gör det möjligt för oss att designa en bana som använder Mars gravitation för att accelerera Heras fart mot Didymos vilket ger betydande bränslebesparingar för uppdraget och gör det möjligt för Hera att anlända till asteroiderna månader tidigare än vad som annars skulle varit möjligt.

Hera kommer också att använda förbiflygningen av Mars för forskning. ESA-teamet har designat en bana som kommer få farkosten att fara förbi Mars måne Deimos på ett avstånd av 300 km innan den passerar själva Mars vilket ger en sällsynt chans att studera denna marsmåne.

Hera kommer sedan att genomföra en andra djuprymdsmanöver i februari 2026 innan en sekvens av rendezvous-manövrar från oktober till december 2026 tar den i närheten av asteroiderna.

Vid Didymos kommer Hera att påbörja sitt uppdrag med att svara på frågor som: Hur och varför bildas binära asteroidsystem? När NASA:s DART-uppdrag träffade Didymos måne Dimorphos 2022, lämnade den då efter sig en krater eller omformade den hela asteroiden? Vad är Dimorphos inre struktur?

Viktig fråga  att få svar på är varför uppdraget med att ändra  Didymos bana fick större effekt än man räknat ut det skulle få. Kan det ha betydelse vad en asteroid består av i fför att förstå hur en effekt av ett nedslag ska ge på en kursändring eller inte? Kanske räcker det inte att räkna ut kurs och storlek på en asteroid på väg mot oss  för att ändra dess kurs utan man bör även veta vad den är uppbyggd av för att inte överraskas av effekten av en sammanstötning.

Två Insektsdödande svamparter samarbetar och delar broderligt offret noggrant och rättvist mellan sig.

 

 Två svampstammar, Ma549 och Mr2575, färgades röda respektive gröna för att visa deras koordinerade kolonisering av insektsoffer. Bild med tillstånd i artikel från  Bild https://cmns.umd.edu av Raymond St. Leger.

"Här handlar inte om att den starkaste överlever som vi ofta tänker då det gäller evolution. Ibland handlar överleva om att komma överens", förklarar Raymond  St. Leger universitetsprofessor i entomologi vid University of Maryland. "I stället för att utplåna och konkurrera med varandra har dessa svampar uppenbarligen utvecklat sofistikerade sätt att samexistera vi har bara börjat förstå den balansen."

Studien fokuserade på två arter av ett svampsläkte som kallas Metarhizium som finns i jord runt om i världen. Medlemmar av denna svampgrupp skyddar växter från skadliga abiotiska påfrestningar (som torka eller dåliga näringsämnen) och skadliga insekter.

"Dessa mikroorganismer har kallats nyckelarter eftersom de spelar avgörande roll för både växthälsa och naturlig kontroll av insektspopulationer", beskriver St. Leger. " Resultaten av studien  kan hjälpa till att förklara deras extraordinära framgång i ekosystem över hela världen."

Med hjälp av avancerad avbildningsteknik med hjälp av fluorescerande proteiner som fick svamparna att lysa rött eller grönt observerade forskarna hur svamparna interagerade när de koloniserade (infekterade, spred sig inuti och så småningom dödade) insekter. I stället för att den ena arten av svamp dominerade och uteslöt den andra fann forskarna att svamparna snyggt delade upp sitt territorium mellan sig.

När skadedjur kom visade de två svampstammarna en kuslig förmåga att dela upp sitt offer. Den ena stammen invaderade i tysthet de främre segmenten av en insekt medan den andra koloniserade de bakre segmenten, med de två invaderade territorierna tydligt åtskilda av en anmärkningsvärt skarp skiljelinje mellan dem. Detta mönster gällde oavsett oberoende av om det valda offret var en stor larv som vägde tio gram eller en liten fluga som vägde mindre än ett enda milligram.

"Skärpan i avgränsningen mellan svamparterna startade med att den  ena svamparten börjar och den andra slutar vilket ser ganska bisarr ut", noterade St. Leger. "Gränserna som skiljer segmenten från varandra är oförklarligt tydliga."

Så, varför finns detta samarbete? Forskarna tror att varje svampstam anpassat sina egna unika specialiteter och nischer över tid, vilket gjort att de kunde dela upp begränsade resurser.

"Det blir allt tydligare att nyckeln till evolutionär framgång ibland inte är att konkurrera ut sina rivaler utan att lära sig att dela med sig", beskriver St. Leger.

Men hur dessa svampar orienterar sig i sina värdar och hur de kommunicerar sin territoriella uppdelning är ett mysterium. Forskarna hoppas kunna undersöka de mekanismer som är ansvariga för dessa värddelningsstrategier och öppna upp nya forskningsvägar för hur de kan användas för att stärka både livsmedelssäkerhet och jordens biologiska mångfald.

Att förstå hur olika svamparter interagerar kan hjälpa forskare och jordbrukare att utveckla bättre biologiska metoder och strategier för skadedjursbekämpning för att främja växternas tillväxt. St. Leger noterar att svamparna redan är otroligt lovande när det gäller att skydda växter från kvicksilverförgiftning, förbättra grödornas tillväxt och döda sjukdomsspridande insekter.

– De här svamparna har visat att de är väldigt anpassningsbara, säger han. "De har gjort detta under en mycket lång tid och har därmed utvecklat en arsenal av nya, sofistikerade och subtila trick. De är också mycket lätta att genmanipulera så det är bara fantasin som sätter gränser för deras tillämpningar i framtiden.

Kanske vi kan dra nytta av dessa svampar för framtida ökande livsmedelsproduktion och ökad mänsklig population. Kanske det är en universellt fenomen att dela med sig istället för att konkurrera och kriga. Ingen vet så länge vi inte finner eventuella varelser på andra platser än Jorden

Studien publicerades i tidskriften Public Library of Science (PLOS) Pathogens den 7 november 2024, ger insikt i några av de största evolutionära framgångarna i naturens historia, enligt studiens medförfattare Raymond St. Leger, en framstående universitetsprofessor i entomologi, och entomologidoktorand Huiyu Sheng.

Naturen slutar aldrig att fascinera överallt finns livsformer och möjligheter av obegränsat slag att överleva i en nisch. Det är därför otroligt men inte omöjligt att det inte skulle finnas liv på fler platser i universum. Om det inte finns detta är det den största gåtan av allt liksom gåtan om vad människan med sitt medvetande och sina möjligheter är.

Korn av asteroider kan vara ursprunget till det yttre av solsystemet (ex Jupiters)

 

Bild https://news.mit.edu/ konstnärs föreställning om stoft och gas som omger ett nybildat solsystem. Krediter:Källa: NASA

Nedan beskriven forskning stöddes delvis av NASA. Studiens huvudförfattare var Elias Mansbach PhD '24, nu postdoktor vid Cambridge University. MIT-medförfattare inkluderar Eduardo Lima, Saverio Cambioni och Jodie Ream, tillsammans med Michael Sowell och Joseph Kirschvink från Caltech, Roger Fu från Harvard University, Xue-Ning Bai från Tsinghua University, Chisato Anai och Atsuko Kobayashi från Kochi Advanced Marine Core Research Institute och Hironori Hidaka från Tokyo Institute of Technology. Studien publicerades i tidskriften AGU Advances

För cirka 4,6 miljarder år sedan bildades solsystemet av ett tätt moln av interstellär gas och stoft som kollapsade till en virvlande skiva av materia. Det mesta av detta material drogs in mot mitten av skivan och bildade solen. De återstående stoft och gas  bildade en solnebulosa bestående av virvlande, joniserad gas. Forskare misstänker att växelverkan mellan den nybildade solen och den joniserade skivan genererade ett magnetfält  genom nebulosan, (nebulosa är gas och stoft) vilket drog materia inåt av gravitation och bilda planeter, asteroider och månar.

– Det här nebulosafältet försvann cirka 3 till 4 miljoner år efter att solsystemet bildades men hade stor betydelse i den tidiga planetbildningen, beskriver Mansbach.

Forskare har tidigare fastställt att det fanns ett magnetfält i hela det inre av solsystemet – ett område som sträckte sig från solen till cirka 7 astronomiska enheter (AU), ut till där Jupiter befinner sig idag. (Ett AU är avståndet mellan solen och jorden.) Intensiteten i detta inre nebulosafält (gasområde) var någonstans mellan 50 och 200 mikrotesla, och det påverkade troligen bildandet av de inre steniga planeterna. Sådana uppskattningar av det tidiga magnetfältet är baserade på meteoriter som kraschat  på jorden och tros ha sitt ursprung av nebulosan.

– Men hur långt detta magnetfält sträckte sig, och vilken roll det spelade i mer avlägsna områden, är fortfarande osäkert eftersom det inte har funnits många prover som kan berätta för oss om det yttre solsystemet, säger Mansbach.

Teamet fick möjlighet att analysera prover från det yttre solsystemet genom prov från Ryugu, en asteroid som tros ha bildats i det tidiga yttre solsystemet, bortom 7 AE och så småningom drogs in i omloppsbana nära jorden. I december 2020 skickade JAXA:s Hayabusa2-uppdrag tillbaka prover tagna på asteroiden till jorden vilket gav forskarna en första titt på en potentiell relik från det tidiga solsystemet.

Forskarna samlade in flera korn av de returnerade proverna, vart och ett ungefär en millimeter stort. De placerade partiklarna i en magnetometer – ett instrument i Weiss labb som mäter styrkan och riktningen på ett provs magnetisering. De applicerade sedan ett alternerande magnetfält för att progressivt avmagnetisera varje prov.

"Som en bandspelare spolar vi långsamt tillbaka provets magnetiska registrering", förklarar Mansbach. "Vi letar sedan efter konsekventa trender som talar om för oss om det bildats i ett magnetfält."

De kom fram till att proverna inte innehöll några tydliga tecken på ett bevarat magnetfält. Detta tyder på att det antingen inte fanns något nebulosafält i det yttre av solsystemet där asteroiden först bildades eller att fältet var så svagt att det inte registrerades i asteroidens korn. Om det senare är fallet uppskattar teamet att ett så svagt fält inte skulle ha varit mer än 15 mikrotesla i intensitet.

Forskarna har också undersökt data från tidigare studerade meteoriter. De såg specifikt på "ogrupperade kolhaltiga kondriter" - meteoriter som har egenskaper som är karakteristiska för att ha bildats i det yttre av solsystemet. Forskare hade uppskattat att proverna inte var tillräckligt gamla för att ha bildats innan solnebulosan försvann. Eventuella magnetfältsregistreringar som proverna innehåller skulle då inte återspegla nebulosafältet. Men Mansbach och hans kollegor bestämde sig för att ta en närmare titt.

"Vi analyserade åldern på dessa prover på nytt och fann att de är närmare solsystemets början än man tidigare ansett", beskriver Mansbach. – Vi tror att de här proverna bildades i de yttre av solsystemet. Och ett av dessa prover har faktiskt en positiv fältdetektion på cirka 5 mikrotesla, vilket överensstämmer med en övre gräns på 15 mikrotesla.

Detta uppdaterade prov, i kombination med de nya Ryugu-partiklarna, tyder på att det yttre solsystemet, bortom 7 AE, hade ett mycket svagt magnetfält, som ändå var tillräckligt starkt för att dra in materia från utkanterna för att så småningom bilda de yttre planetkropparna, från Jupiter till Neptunus.

"När du är längre bort från solen räcker ett svagt magnetfält långt", konstaterar Weiss. "Det förutspåddes att det inte behöver vara så starkt där ute och det är vad vi ser."

Teamet planerar att leta efter fler bevis från det yttre av nebulosafältet med prover från en annan avlägsen asteroid, Bennu. Prover som levererades till jorden i september 2023 (och nu analyseras) av NASA:s rymdfarkost OSIRIS-REx.

"Bennu är väldigt lik Ryugu, och vi väntar ivrigt på de första resultaten från de proverna", beskriver Mansbach.

Genetiken bakom papegojors färg kan lära oss om genetiken av alla varelsers färgkombinationer och färgers möjligheter.

 

Bild https://www.hku.hk Rosenhuvad dvärgpapegoja med unika gula och röda pigment för att bli färgglada. Denna färgvariation regleras av ett enda enzym som ursprungligen användes som en avgiftningsmekanism. Foto: Pedro Miguel Araújo.

I en ny studie publicerad i tidskriften Science har forskare vid University of Hong Kong tillsammans med ett internationellt team av forskare under ledning e från BIOPOLIS-CIBIO (Portugal) för första gången funnit en så kallad "strömbrytare" i papegojors DNA som styr deras breda färgskala.

"Papegojor är unika fåglar på många sätt, bland annat på grund av hur de producerar en stark färgmångfald", påtalar professor Simon Yung Wa SIN,från School of Biological Sciences vid University of Hong Kong (HKU) och medförfattare till studien .

Även om även andra fåglar också producerar gula och röda fjädrar, utvecklade papegojor unika pigment, kallade psittacofulvins (från det antika grekiska "psittakós" för papegoja och latinets "fulvus" för rödgul). "Papegojor kombinerar dessa med andra pigment för att skapa livfulla gula, röda och gröna färger, vilket gör papegojor till naturens mest färgstarka djur", tillägger Dr Roberto Arbore från BIOPOLIS-CIBIO medförfattare till studien.

Papegojor är husdjur i miljontals hem över hela världen och de uppskattas för sin färg och intelligens. Men trots all sin prålighet är det inte helt klarlagt hur dessa fåglar utvecklade sitt unika sätt att skapa sina färger. "Det är ett stort mysterium för både forskare och fågelälskare", förklarar professor Miguel Carneiro, senior författare från BIOPOLIS-CIBIO, och tillägger, "och det knyter an till en nyckelfråga för hela biologin, om hur mångfald uppstår i naturen?"

För att svara på en sådan grundläggande fråga började forskarna med att visa att gula och röda fjädrar i alla större papegojlinjer motsvarar två specifika pigment som inte förekommer hos andra fåglar. "Även om det fanns vissa indikationer i litteraturen om att det fanns två kemiska former av psittacofulvin, var det till en början svårt för oss att tro på vad vi såg i resultaten – sida vid sida, klart som dagen – för första gången någonsin. Det var först med genetisk data som allt började bli helt logiskt, beskriver Dr Jindřich BREJCHA från den naturvetenskapliga fakulteten vid Karlsuniversitetet i Prag, en annan av studiens medförfattare.

För att gräva djupare fokuserade forskarna på en art med naturligt förekommande röda eller gula former, ett fenomen som är extremt sällsynt i naturen. "Den mörka lorin är infödd i Nya Guineas djungler, men vi var bara tvungna att köra några kilometer från vårt laboratorium i Portugal, eftersom lokala certifierade uppfödare hjälpte oss att få prover för att studera färggenetiken hos denna papegojart", nämner Pedro Miguel ARAÚJO från universitetet i Coimbra, som var med och ledde forskningen, och tillägger: "Lösningen på vår studie fanns nästan bredvid!" 

Forskarna fann att endast ett protein kontrollerade färgskillnaden i lories, en typ av aldehyddehydrogenas (eller ALDH), ett viktigt "verktyg" för avgiftning i komplexa organismer - till exempel bidrar de till eliminering av alkohol i levern hos människor. Dr Soraia BARBOSA, också medförfattare från BIOPOLIS-CIBIO, förklarar: "Papegojfjädrar har funnit ett sätt att "låna" detta protein och använda det för att omvandla röda till gula papegojfulviner. Enligt forskaren, "Detta fungerar som en ratt, där högre aktivitet hos proteinet översätts till mindre intensiv röd färg."

För att förstå den allmänna roll som detta protein spelar för att kontrollera fjäderdräktens färg hos andra papegojarter studerade forskarna även  dvärgpapegojorna, en art som uppvisar både gröna och röda fjäderdräktsfläckar. "Den rosenkindade dvärgpapegojan är en välbekant papegoja lämplig att studera gener hos som bestämmer färgskillnaden mellan röda och gula fjäderdräktsfläckar som innehåller psittacofulvin", nämner Simon Yung Wa SIN, som ledde teamet från School of Biological Sciences vid HKU, inklusive Dr Alison Cloutier och forskningsassistent Emily Shui Kei POON. De fann att samma aldehyddehydrogenasgen hos dvärgpapegojorna uttryckte sig i hög grad i gula fjädrar som innehöll papegojfulvin, men inte i röda fjädrar. – När den här genen visar en hög nivå går papegofulvinerna från rött till gult, förklarar Simon. 

För att demonstrera denna enkla urkopplingsmekanism vände sig forskarna till en ännu mer välkänd papegoja, undulaten, och utforskade för första gången i världen hur enskilda celler slår på eller av olika gener under fjädertillväxten och pekade ut ett litet antal celler som använder detta detoxprotein för att kontrollera pigmentomvandlingen. Den slutliga bekräftelsen kom när forskarna genetiskt modifierade jästsvampar med papegojfärggenen, "Otroligt nog producerade vår modifierade jäst papegojfärger vilket visar att denna gen är tillräcklig för att förklara hur denna hos papegojor kontrollerar mängden gult och rött i  fjädrarna." påtalar Professor Joseph C. Corbo, professor vid Washington University i St. Louis (USA). 

Studien visar hur den senaste utvecklingen inom bioteknik i allt högre grad används för att lösa naturens mysterier. – Vi förstår nu hur dessa fantastiska färger kan utvecklas hos vilda djur genom en enkel "molekylär strömbrytare" som "lånar" ett avgiftande protein för att fylla en ny funktion, avslutar Carneiro. Dessa upptäckter hjälper forskare att måla upp en ny färgstark bild av evolutionen som en process där komplexitet kan uppnås genom enkla innovationer.

Hur dessa färgglada fåglar kan anses ha skydd mot rovfåglar är för mig en gåta. Men de rör sig kanske bland färgglada blommor och då är det rätt skyddsfärg. Tänk på att vi människor ser mycket få av de färger som finns i vår omgivning ex ultraviolett och det infrarött ljus. Det ger åtminstone mig frågan om vi kan använda någon av dessa för oss omöjliga färger att se som kamouflagefärg och göra oss osynliga och kan främmande aliens göra samma sak då de besöker oss (om de nu gör eller har gjort detta).