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).

Nya bilder visar Neptunus och Uranus i sina naturliga färger.

 

Professor Patrick Irwin vid Institutionen för fysik, University of Oxford och hans team fann att både Neptunus och Uranus har en likartad nyans av grönblått. Den allmänna uppfattningen är annars att Neptunus är djupt azurblå medan Uranus är blekt cyanblå.

Astronomer har dock länge vetat att de flesta bilder av de två planeterna inte exakt återger deras verkliga färg. Färgfelet uppstod på grund av att bilder tagna av båda planeterna under 1900-talet – bland annat av NASA:s Voyager 2-uppdrag, (den enda rymdfarkost som flugit förbi dessa världar) – tog bilder i skilda färgnyanser.

De enfärgade bilderna kombinerades senare för att skapa sammansatta färgbilder, som inte alltid var exakt balanserade för att uppnå en naturlig färgbild av planeterna särskilt Neptunus blev ofta för blå. Dessutom var de tidiga Neptunusbilderna från Voyager 2 kraftigt kontrastförstärkta för att bättre avslöja molnen banden och vindarna på Neptunus.

Professor Irwin påtalar: "Även om de välkända Voyager 2-bilderna av Uranus publicerades i en form som låg närma den "sanna" färgen, var de av Neptunus i själva verket utsträckta och förbättrade och därför i fel blå nyans.

Även om den artificiellt mättade färgen var känd vid den tiden bland planetforskare – och bilderna släpptes med bildtexter som förklarade det – gick den distinktionen förlorad med tiden. Genom att tillämpa vår modell på originaldata har vi kunnat rekonstruera den mest exakta representationen hittills av både Neptunus och Uranus färg (se ovan bild).

I den nya studien har forskarna använt data från rymdteleskopet Hubble rymdteleskop STIS och MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer)  på Europeiska sydobservatoriets Very Large Telescope. I båda instrumenten är varje pixel ett kontinuerligt spektrum av färger. Detta innebär att STIS- och MUSE-observationerna entydigt kan bearbetas för att bestämma den sanna färgen på Uranus och Neptunus.

Båda planeterna har en ganska likartad nyans i grönblått. Den största skillnaden är att Neptunus har en liten antydan till ytterligare blått vilket beror på ett tunt dislager på Neptunus.

Studien har fått namnet "Modelling the seasonal cycle of Uranus colour and magnitude, and comparison with Neptune" och har publicerats i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Bild https://www.ox.ac.uk/

Jupiters skiftande färgmönster

 

Jupiter kännetecknas av sina skiftande färgband av gas liksom den pågående stormen som ses som den stora röda fläcken. Färgbanden förändras kontinuerligt över tid något  forskare hittills inte har kunnat ge en förklaring till.

Ur en ny upptäckt från NASA: s Juno-uppdrag som pågått sedan 2016 som  analyseras fortgående  fås ny information om Jupiters magnetfält som Dr Kumiko Hori och professor Chris Jones vid universitetet School of Maths eventuellt kan lösa frågan. 

Professor Jones beskriver det så här; Om du ser på Jupiter genom ett teleskop ser du ränderna som går runt ekvatorn längs med latitudlinjerna. Det finns mörka och ljusa bälten och om du ser lite närmare på dem kan du se moln som sveper runt planeten av starka ostliga och västliga vindar i dessa . Nära ekvatorn blåser vinden österut men när man ändrar latitud lite mot antingen norr eller söder rör sig molnen  västerut. Och om du ser än mer söder eller norrut sveper vinden med sina moln åter österut. Detta växlande mönster av östliga och västliga vindar skiljer sig ganska mycket åt vart fjärde eller femte år på Jupiter. Färgerna på bältena kan då förändras och ibland ser man globala omvälvningar när hela vädermönstret förändras och det är ett mysterium varför detta sker.

Forskare vet att Jupiters förändrade utseende på något sätt är kopplat till och utifrån  infraröd strålningsvariationer cirka 50 km under gasjättens yta och den nya forskningen visar att dessa variationer i sin troligen orsakas av magnetvågor som produceras av långt in i Jupiters inre.

Med hjälp av data som samlats in av NASA: s Juno-uppdrag över  Jupiter kan forskargruppen övervaka och beräkna förändringar i dessa magnetfält.

Professor Jones beskriver det som att: Det är möjligt att det sker  vågliknande rörelser i en planets magnetfält något som kallas torsionssvängningar (vridningar i magnetfältet). Det spännande är att när vi beräknade perioderna för dessa vridningar motsvarade de de perioder som du ser från den infraröda strålningen i Jupiter. Junofarkostens långa  livslängd i Jupiters hårda strålningsmiljö har bestått mycket längre än vad som ursprungligen planerades kunna ske. Detta har lett till att forskarna vid Leeds får magnetfältdata under en mycket längre tid än man ursprungligen planerade vilket är mycket positivt för deras fortsatta arbete.

Genom att tills nu sett på magnetfältet under flera år har de kunnat spåra dessa magnetvågor och svängningar och har till och med kunnat följa det på en specifik plats av ett magnetfält på Jupiter. Platsen  Great Blue Spot. Denna plats har rört sig österut merparten av tiden. Men de senaste uppgifterna visar att rörelsen nu saktar ner - vilket får Juno-teamet att tro att det är början på en svängning av magnetfältet till västerut (det går just nu österut på platsen).

Studien leds av Dr Hori, som arbetade med professor Jones i Leeds innan han flyttade till en ny tjänst vid Kobe University i Japan, tillsammans med professor Steve Tobias vid Leeds, professor Leigh Fletcher vid University of Leicester och Dr Arrate Antuñano vid Universidad del País Vasco i Spanien.

Inlägget ovan är en översättning och med egna ord beskrivet av det pågående arbete som beskrivs på University of Leeds hemsida. 

Bild vikipedia. Jupiter sedd i infrarött av JWST (James Webbteleskopet) (14 juli 2022)

Färger påverkar olika personer olika, varför?

Varifrån kommer det att olika människor med samma färgseende har skilda favoritfärger?

Är färg något som har med arv och miljö att göra när det gäller favoritfärg?

Ja, med allra största sannolikhet är det så.

I våra gener finns vår arvskod, släktkod från vår gren av mänskligheten, fädernas arv. I vår miljö upplever vi olika saker.

Något som gläder oss, en gåva i blått eller grönt kanske får oss att uppfatta denna färg som favoritfärg i vuxen ålder.

Många flickor har ex röd som favorit och blå som pojke. Men detta är en prägling då det sågs som att pojkar skulle ha den härskande klassens färg, blå, och flickor eldens färg, röd, i sin klädedräkt och präglades därav att tycka bäst om denna färg i någon nyans.

Många har sedan i vuxen ålder hållit fast vid denna prägling medan andra som inte präglats lika hårt, tagit till sig en annan färg, beroende på vad de upplevt i samband med denna.

Detta är färgernas betydelse för var och en, inte en massa strunt av mystisk karaktär som en del försöker tolka in i dem.