Τα έντομα εμφανίστηκαν πριν από περισσότερα από 479 εκατομμύρια χρόνια και αποτελούσαν πάνω από το 50% όλων των περιγραφόμενων ζωντανών ζώων στη Γη. Αυτή η αρχαία γενεαλογία παρουσιάζει αξιοσημείωτη ποικιλομορφία όσον αφορά, αλλά δεν περιορίζεται σε, την ανάπτυξη, τη συμπεριφορά, την κοινωνική οργάνωση και την οικολογία. Ορισμένες μελέτες έχουν υποστηρίξει ότι τα συμβιώματα των εντόμων-ξενιστών συμβάλλουν ουσιαστικά στη διαφοροποίηση των εντόμων.
Μια νέα μελέτη δείχνει ότι τα μικρόβια και τα φυτά μπορεί να έδωσαν στα έντομα ένα εξελικτικό πλεονέκτημα περνώντας τους γονίδια μέσω οριζόντιων μεταφορά γονιδίων. Η οριζόντια μεταφορά γονιδίων (HGT) είναι μια σημαντική εξελικτική δύναμη που διαμορφώνει τα προκαρυωτικά και ευκαρυωτικά γονιδιώματα.
Η μελέτη αναφέρει ότι περισσότερα από 1,400 γονίδια σε 218 είδη εντόμων, συμπεριλαμβανομένων των πεταλούδων και των σκόρων, προέρχονται από βακτήρια, ιούς, μύκητες και φυτά. Επιτρέποντας στα έντομα να αποκτήσουν πλεονεκτικά γονίδια συμπεριφορά ζευγαρώματος, διατροφή, ανάπτυξη και περιβαλλοντική προσαρμογή, αυτά τα γονίδια μπορεί να ήταν ζωτικής σημασίας εξέλιξη των εντόμων.
Ο ανώτερος συγγραφέας Xing-Xing Shen, εξελικτικός βιολόγος στο Πανεπιστήμιο Zhejiang στο Hangzhou της Κίνας, είπε: «Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι η HGT μπορεί να συνέβαλε βιοποικιλότητα εντόμων, αλλά κανείς δεν ήξερε πόσο μεγάλο ρόλο παίζει σε αυτή τη διαδικασία. Δεδομένου ότι υπάρχουν πολλά γονιδιώματα εντόμων υψηλής ποιότητας διαθέσιμα για την ανάλυσή μας, σκέφτηκα ότι τώρα είναι η κατάλληλη στιγμή να διερευνήσουμε συστηματικά πόσο διαδεδομένο είναι το HGT στα έντομα.»
Για αυτήν τη μελέτη, οι επιστήμονες συγκέντρωσαν 218 δείγματα γονιδιώματος εντόμων υψηλής ποιότητας που αντιπροσωπεύουν 11 από 19 πλούσιες σε είδη τάξεων εντόμων. Χρησιμοποιώντας τα δεδομένα, σχεδίασαν ένα εξελικτικό δέντρο και εντόπισαν γονίδια εκτός τόπου που βρίσκονται πιο συχνά σε μη ζωικά γονιδιώματα. Εξέτασαν επίσης τους παράγοντες που συμβάλλουν στην τύχη του HGT στα έντομα.
Η Σεν είπε, «Υπήρχαν εκδηλώσεις HGT όπου κι αν κοιτάξαμε. Ωστόσο, δεν γνωρίζουμε αν αυτές οι μεταφορές γονιδίων είναι ευεργετικές για τα έντομα, ή ακόμη και οι λειτουργίες για τα περισσότερα από αυτά τα γονίδια».
Ο Jianhua Huang, ο οποίος μελετά τις λειτουργίες των γονιδίων των εντόμων στο Πανεπιστήμιο Zhejiang, είπε: «Η Shen μπήκε στο γραφείο μου με μια λίστα με περισσότερα από 1,400 γονίδια και έπρεπε να αποφασίσουμε από πού να ξεκινήσουμε».
Οι επιστήμονες επικύρωσαν τη λειτουργία του πιο διαδεδομένου ξένου γονιδίου χωρίς γνωστές λειτουργίες στα έντομα: LOC105383139. Αυτό το γονίδιο εισήχθη οριζόντια σε όλους σχεδόν τους σκώρους και τις πεταλούδες από έναν δότη στο βακτηριακό γένος Listeria. Σημαίνει ότι αυτό το γονίδιο έχει παραμείνει στο γονιδίωμα από την εποχή του σκώροι«και των πεταλούδων» κοινός πρόγονος πριν από περισσότερα από 300 εκατομμύρια χρόνια.
Όταν διέγραψαν αυτό το αρχαίο γονίδιο από τους αδαμαντοφόρους σκώρους, διαπίστωσαν ότι οι σκώροι που δεν είχαν αυτό το γονίδιο δεν μπορούσαν να παράγουν πολλά βιώσιμα αυγά.
Ο Χουάνγκ λέει, «Στη συνέχεια, ανακαλύψαμε ότι το γονίδιο επηρεάζει τη συμπεριφορά των ανδρών ερωτοτροπίας».
Οι επιστήμονες σχεδιάζουν περαιτέρω να συνεχίσουν την έρευνα για το πώς αυτό το γονίδιο βοηθά τα έντομα να ζευγαρώσουν πιο αποτελεσματικά και αν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εργαλείο ελέγχου παρασίτων.
Αναφορά στο περιοδικό:
- Yang Li, Zhiguo Liu et al. Το HGT είναι ευρέως διαδεδομένο στα έντομα και συμβάλλει στην ανδρική ερωτοτροπία στα λεπιδόπτερα. Κύτταρο, 2022; DOI: 10.1016 / j.cell.2022.06.014
