Ein einzelnes Enzym kann die lebendigen Farben im Federkleid eines Papageis verändern

Eine neue Studie zeigt, dass ein Enzym eine Schlüsselrolle dabei spielt, ob das Regenbogengefieder von Papageien in lebendigen Rottönen, Gelbtönen oder Grüntönen erscheint.

Papageienfedern zeigen eine Vielzahl von Farben, wobei Gelb-, Rot- und Orangetöne durch Pigmente namens Psittacofulvine ermöglicht werden, die nur in den lebendigen Vögeln vorkommen. Blaue Töne entstehen durch Nanostrukturen auf den Federn - die in Kombination mit gelben Psittacofulvinen grün erscheinen können - und Melanin kontrolliert schwarze, graue und braune Farben.

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Aber wie sich die Farbtöne der Psittacofulvin-Pigmente verändern, war unklar.

Ein Enzym namens ALDH3A2 verändert die chemische Zusammensetzung der Pigmente, die hauptsächlich aus Kohlenstoffmolekülen bestehen, um die Farbe in sich entwickelnden Federn zu kontrollieren, berichten Forscher am 1. November in Science. Durch einen chemischen Prozess namens Oxidation wandelt ALDH3A2 rote Aldehyd-Moleküle in gelbe Carbonsäuren um.

Frühere Forschungen zeigten, dass ein anderes Enzym namens PKS rote Aldehyd-basierte Psittacofulvine herstellt, sagt Joseph Corbo, ein Biologe und Neuropathologe an der Washington University School of Medicine in St. Louis. Die neue Studie zeigt, dass ALDH3A2 als zweiter Schritt kommt und Rot in Gelb umwandelt.

Corbo und Kollegen wandten sich dem Dunstlori (Pseudeos fuscata), einer Papageienart in roter und gelber Variante, sowie Rosaköpfchen (Agapornis roseicollis) zu, die sowohl rote als auch grüne Federn haben, um den Farbcode zu entschlüsseln.

Eine Kombination aus chemischen und genetischen Analysen der Papageien zeigte, dass ALDH3A2 in gelben und grünen Federn aktiver ist als in roten, was darauf hindeutet, dass das Enzym den Federn beim Farbwechsel hilft. Darüber hinaus fand das Team heraus, dass das Verhältnis von Aldehyd- zu Carbonsäure-haltigen Molekülen eine Skala von Farben erzeugen kann. Zum Beispiel sollten gleiche Verhältnisse von roten und gelben Molekülen orangefarbene Federn erzeugen, sagt Corbo.

Gelbe Federn mit blauen Nanostrukturen machen die Federn der Rosaköpfchen grün, während Blau mit roten Psittacofulvinen Violett erzeugen könnte, sagt Corbo. Bei Berücksichtigung von Melanin haben Papageienfedern "viele verschiedene Möglichkeiten, diese verschiedenen Arten von Pigmenten zu mischen und anzupassen, um manchmal ungewöhnliche Farben zu erzielen."

Papageien-Psittacofulvine sind chemisch sehr ähnlich den Carotinoiden, Pigmenten, die andere Vögel wie Kardinäle aus ihrer Ernährung erhalten, um ihnen eine leuchtend rote Farbe zu verleihen. Es stellt sich die Frage, warum Papageien Psittacofulvine verwenden, sagt Corbo. "Sind diese Moleküle in irgendeiner Weise besser als Carotinoide?" Eine Hypothese besagt, dass Psittacofulvine Federfarben erzeugen, die haltbarer sind als Pigmente, die mit der Ernährung der Vögel aufgefrischt werden müssen, was bedeutet, dass das brillante Gefieder der Papageien nie verblassen würde.