Banaanikärpänen auttaa aineenvaihdunnan evoluution ja sokerinsietokyvyn selvittämisessä

Helsingin yliopiston tutkijat ovat havainneet, että kyky hyödyntää sokeria ravintona vaihtelee merkittävästi toisilleen läheistä sukua olevien banaanikärpäslajien välillä. Tutkimus luo pohjaa myös eri ihmispopulaatioiden sokerinsietokyvyn erilaisuutta koskevalle tutkimukselle.

Eläinlajien ruokavaliot vaihtelevat suuresti. Jotkin lajit ovat erikoistuneet käyttämään yhtä ainoaa ravinnonlähdettä, kuten sokeripitoisia hedelmiä tai proteiinipitoista lihaa. Ihminen ja monet muut lajit puolestaan pystyvät hyödyntämään useita eri ravinnonlähteitä.

Keskinäisten erojen takia eläinlajit syövät eri määriä hiilihydraatteja, aminohappoja ja muita pääravintoaineita. Kunkin lajin aineenvaihdunnan on mahdollisesti vastattava sen omaa ruokavaliota. Siitä huolimatta eläinten aineenvaihdunnan evoluutio tunnetaan huonosti.

Apulaisprofessori Ville Hietakankaan johtama tutkimusryhmä Helsingin yliopistossa on tutkinut aineenvaihdunnan evoluutiota kahden erittäin läheistä sukua olevan banaanikärpäslajin avulla. Drosophila simulans käyttää ravintonaan erilaisia hedelmiä ja vihanneksia, joille on tyypillistä korkea sokeripitoisuus. Drosophila sechellia puolestaan on erikoistunut syömään vain noni-hedelmää, Morinda citrifolia, jonka sokeripitoisuus on matala.

– Lajien aineenvaihdunnassa havaittiin huomattavia eroja. Drosophila sechellia -lajin toukat, jotka eivät luonnossa altistu sokerille, eivät kasvaneet sokeripitoisen ruokavalion voimin. Drosophila simulans -lajia sokeria sisältävä ruokavalio ei haitannut, Hietakangas kertoo.

Tutkijat risteyttivät banaanikärpäslajit keskenään. He kehittivät Drosophila sechellia -lajia perimältään muistuttavia hybridejä, joilla oli kuitenkin D. simulans -lajin sokerinsietokyvyn takaavat geenialueet. Risteymien avulla tutkijat pystyivät esimerkiksi tunnistamaan merkittävät sokerinsietokykyyn liittyvät geenimuutokset.

– Lisäksi havaitsimme, että sokerinsietokyky vaatii veronsa. Drosophila simulans ja sokeria sietävä hybridi selvisivät huonosti vähäravinteikkaalla ruokavaliolla. Vaikuttaa siis siltä, että Drosophila sechellia on kehittynyt pärjäämään vähäravinteikkaassa ympäristössä. Sen aineenvaihdunta on siis muuttunut niin, ettei se enää kykene hyödyntämään suuria sokeripitoisuuksia, Hietakangas sanoo.

Tutkimus herättää useita kiinnostavia kysymyksiä, joilla on yhtymäkohtansa myös ihmiseen. Jatkossa onkin mielenkiintoista selvittää, reagoiko vaikkapa erittäin niukan ravinnon varassa monen sukupolven ajan elänyt ihmispopulaatio tai jokin muu ruokavaliotaustaltaan erilainen populaatio nykypäivän sokeripitoiseen ruokavalioon poikkeavalla tavalla.

Lue lisää aiheesta: Elämäntieteet