Gli insetti hanno avuto origine più di 479 milioni di anni fa e comprendevano oltre il 50% di tutti gli animali viventi descritti sulla Terra. Questo antico lignaggio mostra una notevole diversità riguardo, ma non solo, allo sviluppo, al comportamento, all'organizzazione sociale e all'ecologia. Alcuni studi hanno sostenuto che i simbionti degli insetti ospiti contribuiscono in modo essenziale alla diversificazione degli insetti.
Un nuovo studio suggerisce che microbi e piante potrebbero aver dato agli insetti un vantaggio evolutivo trasmettendo loro i geni attraverso l'orizzontale trasferimento genico. Il trasferimento genico orizzontale (HGT) è un'importante forza evolutiva che modella i genomi procariotici ed eucariotici.
Lo studio riporta che più di 1,400 geni in 218 specie di insetti, tra cui farfalle e falene, hanno avuto origine da batteri, virus, funghi e piante. Consentendo agli insetti di acquisire geni vantaggiosi in comportamento di accoppiamento, nutrizione, sviluppo e adattamento ambientale, questi geni potrebbero essere stati cruciali per evoluzione degli insetti.
L'autore senior Xing-Xing Shen, biologo evoluzionista della Zhejiang University di Hangzhou, in Cina, ha affermato: “Precedenti studi hanno dimostrato che l'HGT potrebbe aver contribuito a biodiversità degli insetti, ma nessuno sapeva quanto fosse importante il suo ruolo in questo processo. Dal momento che ci sono molti genomi di insetti di alta qualità disponibili per la nostra analisi, ho pensato che ora fosse un buon momento per indagare sistematicamente su quanto sia prevalente l'HGT negli insetti".
Per questo studio, gli scienziati hanno raccolto 218 campioni di genoma di insetti di alta qualità che rappresentano 11 dei 19 ordini di insetti ricchi di specie. Utilizzando i dati, hanno disegnato un albero evolutivo e identificato i geni fuori luogo che si trovano più comunemente nei genomi non animali. Hanno anche esaminato i fattori che contribuiscono al destino dell'HGT negli insetti.
Shen ha detto, “C'erano eventi HGT ovunque abbiamo guardato. Tuttavia, non sappiamo se questi trasferimenti di geni siano benefici per gli insetti, o anche le funzioni per la maggior parte di questi geni".
Jianhua Huang, che studia le funzioni dei geni degli insetti presso l'Università di Zhejiang, ha affermato: "Shen è entrata nel mio ufficio con una lista di oltre 1,400 geni e dovevamo decidere da dove cominciare".
Gli scienziati hanno convalidato la funzione del gene estraneo più diffuso senza funzioni note negli insetti: LOC105383139. Questo gene è stato introdotto orizzontalmente in quasi tutte le falene e farfalle da un donatore del genere batterico Listeria. Significa che questo gene è persistito nel genoma dal tempo di falene' e antenato comune delle farfalle più di 300 milioni di anni fa.
Quando hanno eliminato questo antico gene dalle falene diamondback, hanno scoperto che quelle falene prive di questo gene non potevano produrre molte uova vitali.
Huang dice, "Quindi, abbiamo scoperto che il gene influenza il comportamento di corteggiamento maschile".
Gli scienziati stanno inoltre pianificando di continuare a ricercare come questo gene aiuti gli insetti ad accoppiarsi in modo più efficace e se possa essere sfruttato come strumento di controllo dei parassiti.
Riferimento della Gazzetta:
- Yang Li, Zhiguo Liu et al. L'HGT è diffuso negli insetti e contribuisce al corteggiamento maschile nei lepidotteri. Cella, 2022, DOI: 10.1016 / j.cell.2022.06.014
