Karotinoidai dar kitaip žinomi kaip oranžinę – raudoną spalvą sąlygojanti medžiaga (pigmentas) – ypatinga, plačiai paplitusių molekulių, kurios atlieka įvairias metabolines ( t.y. chemines) bei ekologines funkcijas organizmuose, klasė.

Šios įvairios spalvotos medžiagos yra sintetinamos daugumoje bakterijų, grybų, augalų rūšių, panaudojant panašių fermentų (red.past. - fermentas – baltyminis katalizatorius, paspartinantis organizme vykstančias chemines reakcijas tūkstančius kartų) rinkinius. Gyvūnams karotinoidai reikalingi įvairioms funkcijoms, tokioms kaip kūno spalvai, vizualinių pigmentų (pavyzdžiui, radopsino, randamo akies tinklainėje) gamybai, imuninės sistemos moduliavimui, antioksidantams gaminti ir t.t. Tačiau gyvūnai gauna šias medžiagas su maistu ir kol kas nebuvo atrasta gyvūnų rūšis, sugebanti pati sau pasigaminti karotinoidų.

Žirniniams amarams (Acyrthosiphon pisum) būdingas raudonos-žalios spalvos polimorfizmas. Tai reiškia, kad žirninių amarų populiacija yra susiskirsčiusi į individų grupes (morfas), kurios ryškiai skiriasi viena nuo kitos savo morfologiniais ar fiziologiniais požymiais (šiuo atveju – spalva).

Spalvos yra stabilios partenogenetiniuose klonuose. Šis spalvinis polimorfizmas yra palaikomas natūralių priešų selekcijos, nes įvairūs plėšrūnai ieško aukų naudodamiesi skirtingais vizualiniais rodikliais.

Netikėtai mokslininkai iš Arizonos universiteto šių amarų genome (red.past. – genomas – organizmo paveldimos informacijos visuma, užkoduota DNR) atrado keletą genų, atsakingų už karotinoidų biosintezę. Filogenetinė analizė parodė, kad šie amarų genai yra kilę iš grybų, kuriais maitindamiesi amarai „paėmė” jų genus bei integravo į savo genomą. Raudoni amarai, pasirodo, turi geną, vadinamą karotinoidų desatūraze, kurio neturi žali amarai. Mutacija (red.past. - negrįžtamas genų pasikeitimas, perduodamas palikuonims) šioje desatūrazėje sukelia karotinoido toruleno praradimą ir iš to kylančią raudoną kūno spalvą. Taigi, amarai – pirmieji gyvūnai, sugebantys patys pasigaminti karotinoidų.

Originalus straipsnis:

Moran NA, Jarvik T. Lateral transfer of genes from fungi underlies carotenoid production in aphids. Science. 2010 Apr 30;328(5978):624-7