En studie av färgmönstren bland vilda blommor i en bergsdal har gett en aning om hur naturen styr grundläggande evolutionära förändringar hos alla arter.

Teamet från John Innes Center som studerar snapdragons ( Antirrhinum majus ) avslöjade ett nytt evolutionärt "trick" som gynnar färgscheman som tydligt anger en blommas ingångspunkt till pollinerande bin.

Ett papper publicerat idag avslöjar att den nyligen utvecklade genetiska mekanismen, känd som en hårnål, har identifierats i naturen för första gången. Professor Enrico Coen från John Innes Center säger, det tog laget "helt överraskad".

"Vi har studerat dessa antirrhinumpopulationer i 17 år och vi blev förvånade över detta, "sa han." Detta är en ny typ av evolutionär mekanism som man hade gissat på, men ingen hade faktiskt visat att det hände i det vilda. "

"Om du någonsin har undrat varför djur och växter är olika - då utvecklar denna upptäckt vår förståelse för hur naturen upprätthåller variationen genom att få arter att se annorlunda ut från varandra."

Upptäckten kom från en märklig plats i Pyrenéerna där två populationer av snapdragonarter konvergerar:en magenta med gula höjdpunkter (Antirrhinum pseudomajus), en gul med magenta höjdpunkter (Antirrhinum striatum).

Mellan dessa två typer finns en hybridzon där blommor uppvisade blandade drag från grannpopulationerna. Genom analys av deras gener, Professor Coens grupp drog slutsatsen att blommor i detta område producerade färre frön och avkommor jämfört med grannar på vardera sidan.

De tydliga färgskillnaderna mellan populationerna indikerade att något hindrade generna som påverkar färgen från att spridas bland befolkningarna.

Teamet fokuserade sin studie på en gen som heter SULF som fokuserar det gula pigmentet i snapdragons. I de magenta leppdrakarna, genen skapar den lilla gula höjdpunkten som tydligt markerar ingången för bin.

Alla blommor skyltar sina inträdespunkter till pollinatorer. Den mest effektiva, använda färgkombinationer som gör att de sticker ut. Pollinators föredrar blommor med tydligt signerade ingångspunkter, ger en evolutionär fördel för dem med bra skyltning.

Nya genetiska tekniker som används av Dr Desmond Bradley vid John Innes Center avslöjade överraskningsstrukturen i genomet där två kopior av genen hade "vänd" för att skapa hårnålen.

Ytterligare undersökningar visade teamet att hårnålen genererar små RNA (DNA:s kemiska kusin) som begränsar magentablommornas produktion av gult pigment.

Professor Tamas Dalmay från University of East Anglia vars forskning bidragit till studien sa "Vi visste att små RNA reglerade genuttryck eftersom det finns hundratals så kallade mikro -RNA i växter. Dessa mikro -RNA producerar ett enda litet RNA och de spelar en viktig roll i växtutveckling, men det här är första gången vi fångade en hårnål som blev ett mikro -RNA där de små RNA:erna driver utvecklingen av ett drag i naturen. "

Undersökning av populationsgenetiken visade att hårnålen fanns i de magenta blommorna, finns i viss grad i hybridzonen och var frånvarande i de gula populationerna.

Teamet tror att existensen och distributionen av den nya mekanismen är bevis på ett nyligen utvecklat naturfenomen. Genom att kontrollera vissa egenskaper, den upprätthåller variationen av två populationer som oberoende har kommit fram till en lösning för reproduktiv framgång.

"Det är som en gränskontroll, hålla gränsen där, "förklarar professor Coen:" Färgenerna i det här fallet gula får inte passera från en befolkning till en annan.

"Den historiska skillnaden mellan sektionerna på vardera sidan av dalen upprätthålls genom naturligt urval i hybridzonen."

Snapdragons fick sitt vanliga namn på grund av blommornas likhet med ansiktet på en drake, som öppnar och stänger munnen när den pressas. Dessa fynd kommer att intressera de många trädgårdsmästare som odlar snapdragons för att ge en färgstänk i örtgränser.

Övergripande, de ger en djup inblick i evolutionens natur och förändringar i växter, djur- och människopopulationer.