Insecten zijn meer dan 479 miljoen jaar geleden ontstaan en omvatten meer dan 50% van alle beschreven levende dieren op aarde. Deze oude afstamming vertoont een opmerkelijke diversiteit met betrekking tot, maar niet beperkt tot, ontwikkeling, gedrag, sociale organisatie en ecologie. Sommige studies hebben betoogd dat de symbionten van gastheerinsecten een essentiële bijdrage leveren aan de diversificatie van insecten.
Een nieuwe studie suggereert dat microben en planten insecten mogelijk een evolutionair voordeel hebben gegeven door genen door te geven via horizontaal genoverdracht. Horizontale genoverdracht (HGT) is een belangrijke evolutionaire kracht die prokaryotische en eukaryote genomen vormt.
De studie meldt dat meer dan 1,400 genen van 218 insectensoorten, waaronder vlinders en motten, afkomstig zijn van bacteriën, virussen, schimmels en planten. Door insecten voordelige genen te laten verwerven in paringsgedrag, voeding, ontwikkeling en aanpassing aan de omgeving, zijn deze genen mogelijk cruciaal geweest voor evolutie van insecten.
Senior auteur Xing-Xing Shen, een evolutionair bioloog aan de Zhejiang University in Hangzhou, China, zei: “Eerdere onderzoeken hebben aangetoond dat HGT mogelijk heeft bijgedragen aan: biodiversiteit van insecten, maar niemand wist hoe groot een rol het speelt in dit proces. Omdat er veel hoogwaardige insectengenomen beschikbaar zijn voor onze analyse, leek het me een goed moment om systematisch te onderzoeken hoe vaak HGT in insecten voorkomt.”
Voor deze studie verzamelden wetenschappers 218 hoogwaardige insectengenoommonsters die 11 van de 19 soortenrijke orden van insecten vertegenwoordigen. Met behulp van de gegevens trokken ze een evolutionaire boom uit en identificeerden ze niet-plaatselijke genen die vaker worden aangetroffen in niet-dierlijke genomen. Ze onderzochten ook de factoren die bijdragen aan het lot van HGT bij insecten.
Shen zei, “Overal waar we keken, waren HGT-evenementen. We weten echter niet of deze overdrachten van genen gunstig zijn voor de insecten, of zelfs de functies van de meeste van deze genen.”
Jianhua Huang, die de genfuncties van insecten bestudeert aan de Zhejiang University, zei: "Shen kwam mijn kantoor binnen met een lijst van meer dan 1,400 genen, en we moesten beslissen waar we moesten beginnen."
Wetenschappers valideerden de functie van het meest voorkomende vreemde gen zonder bekende functies bij insecten: LOC105383139. Dit gen werd horizontaal geïntroduceerd in bijna alle motten en vlinders van een donor in het bacteriële geslacht Listeria. Het betekent dat dit gen in het genoom aanwezig is sinds de tijd van motten' en vlinders' gemeenschappelijke voorouder meer dan 300 miljoen jaar geleden.
Toen ze dit oude gen van diamantrugmotten verwijderden, ontdekten ze dat die motten zonder dit gen niet veel levensvatbare eieren konden produceren.
Huang zegt, "Toen ontdekten we dat het gen het mannelijke baltsgedrag beïnvloedt."
Wetenschappers zijn van plan om verder te onderzoeken hoe dit gen insecten helpt om effectiever te paren en of het kan worden gebruikt als een plaagbestrijdingsmiddel.
Journal Reference:
- Yang Li, Zhiguo Liu et al. HGT is wijdverbreid bij insecten en draagt bij aan mannelijke verkering bij lepidoptera. Cel, 2022, DOI: 10.1016 / j.cell.2022.06.014
