نشأت الحشرات منذ أكثر من 479 مليون سنة وشكلت أكثر من 50٪ من جميع الحيوانات الموصوفة على الأرض. يُظهر هذا النسب القديم تنوعًا ملحوظًا فيما يتعلق ، على سبيل المثال لا الحصر ، بالتنمية والسلوك والتنظيم الاجتماعي والبيئة. جادلت بعض الدراسات بأن المتعايشين مع الحشرات المضيفة هم مساهمون أساسيون في تنوع الحشرات.
تشير دراسة جديدة إلى أن الميكروبات والنباتات ربما أعطت الحشرات ميزة تطورية من خلال تمرير الجينات إليها من خلال أفقيًا نقل الجينات. يعتبر نقل الجينات الأفقي (HGT) قوة تطورية مهمة لتشكيل جينومات بدائية النواة وحقيقية النواة.
تشير الدراسة إلى أن أكثر من 1,400 جين عبر 218 نوعًا من الحشرات ، بما في ذلك الفراشات والعث ، نشأت من البكتيريا والفيروسات والفطريات والنباتات. من خلال تمكين الحشرات من اكتساب جينات مفيدة في سلوك التزاوجوالتغذية والتنمية والتكيف البيئي ، قد تكون هذه الجينات حاسمة بالنسبة تطور الحشرات.
قال المؤلف الكبير Xing-Xing Shen ، عالم الأحياء التطوري في جامعة Zhejiang في Hangzhou ، الصين ، أظهرت الدراسات السابقة أن HGT ربما يكون قد ساهم في التنوع البيولوجي الحشرات، لكن لا أحد يعرف حجم الدور الذي تلعبه في هذه العملية. نظرًا لوجود الكثير من جينومات الحشرات عالية الجودة المتاحة لتحليلنا ، أعتقد أن هذا هو الوقت المناسب الآن للتحقيق في مدى انتشار HGT في الحشرات بشكل منهجي ".
في هذه الدراسة ، جمع العلماء 218 عينة عالية الجودة من جينوم الحشرات تمثل 11 من أصل 19 رتبة غنية بالأنواع من الحشرات. باستخدام البيانات ، استخرجوا شجرة تطورية وحددوا الجينات خارج المكان الأكثر شيوعًا في الجينومات غير الحيوانية. قاموا أيضًا بفحص العوامل التي تسهم في مصير HGT في الحشرات.
قال شين ، "كانت هناك أحداث HGT في كل مكان نظرنا إليه. ومع ذلك ، لا نعرف ما إذا كانت عمليات نقل الجينات هذه مفيدة للحشرات ، أو حتى وظائف معظم هذه الجينات ".
قال جيانهوا هوانغ ، الذي يدرس وظائف جينات الحشرات في جامعة تشجيانغ ، "دخلت شين إلى مكتبي بقائمة تضم أكثر من 1,400 جين ، وكان علينا أن نقرر من أين نبدأ."
تحقق العلماء من صحة وظيفة الجين الأجنبي الأكثر انتشارًا بدون وظائف معروفة في الحشرات: LOC105383139. تم إدخال هذا الجين أفقيًا في جميع العث والفراشات تقريبًا من متبرع في الجنس البكتيري Listeria. هذا يعني أن هذا الجين قد استمر في الجينوم منذ زمن العثالسلف المشترك لـ "والفراشات" منذ أكثر من 300 مليون سنة.
عندما حذفوا هذا الجين القديم من عثة الألماس ، وجدوا أن تلك العث التي تفتقر إلى هذا الجين لا يمكنها إنتاج الكثير من البيض القابل للحياة.
يقول هوانغ ، ثم وجدنا أن الجين يؤثر على سلوك التودد الذكوري.
يخطط العلماء أيضًا لمواصلة البحث عن كيفية مساعدة هذا الجين للحشرات على التزاوج بشكل أكثر فعالية وما إذا كان يمكن استغلاله كأداة لمكافحة الآفات.
المرجع مجلة:
