Комахи виникли більше 479 мільйонів років тому і становлять понад 50% усіх описаних живих тварин на Землі. Цей стародавній родовід демонструє дивовижне розмаїття щодо, але не обмежуючись цим, розвитку, поведінки, соціальної організації та екології. Деякі дослідження стверджують, що симбіонти комах-господарів є суттєвим внеском у диверсифікацію комах.
Нове дослідження показує, що мікроби та рослини могли надати комахам еволюційну перевагу, передавши їм гени через горизонтальну перенесення гена. Горизонтальний перенос генів (HGT) є важливою еволюційною силою, що формує прокаріотичні та еукаріотичні геноми.
У дослідженні повідомляється, що понад 1,400 генів 218 видів комах, включаючи метеликів і міль, походять від бактерій, вірусів, грибів і рослин. Дозволяючи комахам отримувати корисні гени в шлюбна поведінка, харчування, розвитку та адаптації до навколишнього середовища, ці гени могли мати вирішальне значення для еволюція комах.
Старший автор Xing-Xing Shen, еволюційний біолог з Чжецзянського університету в Ханчжоу, Китай, сказав: «Попередні дослідження показали, що HGT міг сприяти біорізноманіття комах, але ніхто не знав, наскільки велику роль він відіграє в цьому процесі. Оскільки є багато високоякісних геномів комах, доступних для нашого аналізу, я подумав, що зараз гарний час дослідити, наскільки систематично поширена HGT у комах».
Для цього дослідження вчені зібрали 218 високоякісних зразків геномів комах, що представляють 11 із 19 різноманітних видів комах. Використовуючи дані, вони намалювали еволюційне дерево та ідентифікували гени, які не належать до місця, які частіше зустрічаються в геномах нетварин. Вони також досліджували фактори, що впливають на долю HGT у комах.
Шен сказав, «Куди б ми не поглянули, були події HGT. Однак ми не знаємо, чи є ці передачі генів корисними для комах, чи навіть функції більшості цих генів».
Цзяньхуа Хуан, який вивчає функції генів комах в Чжецзянському університеті, сказав: «Шен увійшов до мого офісу зі списком із понад 1,400 генів, і ми мали вирішити, з чого почати».
Вчені підтвердили функцію найпоширенішого чужорідного гена без відомих функцій у комах: LOC105383139. Цей ген був горизонтально введений майже в усіх молі та метеликів від донора з роду бактерій Listeria. Це означає, що цей ген зберігся в геномі з часів молі«і метеликів спільний предок більше 300 мільйонів років тому.
Коли вони видалили цей стародавній ген з алмазної молі, вони виявили, що ці молі, у яких відсутній цей ген, не можуть виробляти багато життєздатних яєць.
Хуан каже, «Тоді ми виявили, що ген впливає на чоловічу поведінку залицяння».
Надалі вчені планують продовжити дослідження того, як цей ген допомагає комахам ефективніше спаровуватися та чи можна його використовувати як засіб боротьби зі шкідниками.
Довідка з журналу:
- Ян Лі, Чжиго Лю та ін. HGT широко поширений серед комах і сприяє залицянню самців у лускокрилих. Осередок2022; DOI: 10.1016 / j.cell.2022.06.014
