Insekter oppsto for mer enn 479 millioner år siden og utgjorde over 50 % av alle beskrevne levende dyr på jorden. Denne eldgamle avstamningen viser et bemerkelsesverdig mangfold angående, men ikke begrenset til, utvikling, atferd, sosial organisering og økologi. Noen studier har hevdet at symbiontene til vertsinsekter er viktige bidragsytere til insektdiversifisering.
En ny studie antyder at mikrober og planter kan ha gitt insekter en evolusjonær fordel ved å føre gener til dem gjennom horisontal genoverføring. Horisontal genoverføring (HGT) er en viktig evolusjonær kraft som former prokaryote og eukaryote genomer.
Studien rapporterer at mer enn 1,400 gener på tvers av 218 insektarter, inkludert sommerfugler og møll, stammer fra bakterier, virus, sopp og planter. Ved å gjøre det mulig for insekter å tilegne seg fordelaktige gener i parringsadferd, ernæring, utvikling og miljøtilpasning, kan disse genene ha vært avgjørende for insekts evolusjon.
Seniorforfatter Xing-Xing Shen, en evolusjonsbiolog ved Zhejiang University i Hangzhou, Kina, sa: «Tidligere studier har vist at HGT kan ha bidratt til biologisk mangfold av insekter, men ingen visste hvor stor rolle det spiller i denne prosessen. Siden det er mange høykvalitets insektgenomer tilgjengelig for vår analyse, tenkte jeg at det nå er et godt tidspunkt å undersøke hvor utbredt HGT er i insekter systematisk.»
For denne studien samlet forskerne 218 høykvalitets insektgenomprøver som representerte 11 av 19 artsrike ordener av insekter. Ved å bruke dataene trakk de frem et evolusjonstre og identifiserte gener som ikke er på plass som oftere finnes i ikke-dyrs genomer. De undersøkte også faktorene som bidro til skjebnen til HGT hos insekter.
Shen sa, «Det var HGT-arrangementer overalt hvor vi så. Vi vet imidlertid ikke om disse overføringene av gener er fordelaktige for insektene, eller til og med funksjonene for de fleste av disse genene."
Jianhua Huang, som studerer insektgenfunksjoner ved Zhejiang University, sa: "Shen gikk inn på kontoret mitt med en liste over mer enn 1,400 gener, og vi måtte bestemme hvor vi skulle begynne."
Forskere validerte funksjonen til det mest utbredte fremmede genet uten kjente funksjoner hos insekter: LOC105383139. Dette genet ble horisontalt introdusert i nesten alle møll og sommerfugler fra en donor i bakterieslekten Listeria. Det betyr at dette genet har vedvart i genomet siden den gang møll'og sommerfuglers' felles stamfar for mer enn 300 millioner år siden.
Da de slettet dette eldgamle genet fra diamantryggmøll, fant de ut at de møllene som manglet dette genet ikke kunne produsere mange levedyktige egg.
Huang sier, "Så fant vi ut at genet påvirker den mannlige frieriadferden."
Forskere planlegger videre å fortsette å forske på hvordan dette genet hjelper insekter til å parre seg mer effektivt og om det kan utnyttes som et skadedyrbekjempelsesverktøy.
Tidsreferanse:
- Yang Li, Zhiguo Liu et al. HGT er utbredt i insekter og bidrar til mannlig frieri hos lepidoptera. Cell, 2022; GJØR JEG: 10.1016 / j.cell.2022.06.014
