A legyek a mérgező vegetáriánus étrendet választják

Ön szabadon megoszthatja ezt a cikket az Attribution 4.0 International licenc alatt.

vegetáriánus

U. ARIZONA (USA) - A világ minden tájáról származó mikrobaevő legyek nemrégiben úgy fejlődtek, hogy ehelyett a Föld legmérgezőbb növényeit eszik meg.

Évezredek óta zümmögtek az erdőn keresztül, elégedetten vágták le az élesztőket a levelek, a tartók és a rothadó pofák felszínéről az erdő talaján.

De most a legyek a Drosophilidae családból, amelynek különböző tagjai a bolygó szerte található területeken laknak, teljesen vegetáriánusokká fejlődtek, gonosz étrenddel a növények, amelyek halálosak a többi szervezet számára.

A tudósok szeretnék tudni, hogy ezek a legyek, élesztő-adagolók közel 80 millió éven át önállóan „hideg pulykát” váltottak ki?

Természetesen nem a társak nyomása, mivel az Észak-Amerikát, Hawaiit, Ausztráliát és Pápua Új-Guineát élő légyfajokat hatalmas óceáni kiterjedés választja el, és nincs Facebook.

A National Geographic Research and Exploration támogatásával Noah Whiteman, az Arizonai Egyetem ökológiai és evolúciós biológiai tanszékének adjunktusa, valamint Richard Lapoint, Whiteman laboratóriumának kutató és oktató munkatársa vizsgálja a legyek evolúciós ugrását a növényevőkhöz, amely legalább háromszor, három különböző fajban, egymástól függetlenül történt.

Kutatásuk nemrégiben a Genome Biology Evolution címlapjára került.

A legyek megértése, amelyeket a legyek az elfogyasztott növények méregtelenítésére használnak, hasznos lehet annak megakadályozásában, hogy kártevőkké váljanak, vagy új anti-toxinokat fejlesszenek ki a gyógyszerek számára - jegyzi meg a LaPoint.

A betelepített legyek már mezőgazdasági kártevőkké váltak Új-Zélandon és az Egyesült Királyságban - mondta Whiteman. „Lehetséges, hogy elkezdik támadni az amerikai sárgarézeket és a repcetartókat. Ha olyan bioüzemanyagok érdekelnek minket, mint a repce, és rovarok támadják meg őket, akkor talán ellenállóvá tudjuk tervezni a növényeket. "

Távoli rokonok

A Drosophilidae család zümmögő rovarait leggyakrabban gyümölcslégyekként ismerik, kivéve, ahogy Whiteman mondja: „Nem azok. Az emberek gyümölcslegyeknek hívják őket, de leginkább élesztőt esznek, amely rothadó növényzeten él, mint a gyümölcs. "

Mégis, a légy egy légy, gondolhatja. Rossz. "Annak ellenére, hogy a legyek ugyanabban a családban vannak, az evolúciós távolság mennyisége, amelyről beszélünk, hasonló az emberek és az egerek között" - mondja Whiteman. Hasonlóan kicsinek és feketének tűnhetnek, mint viszonylag óriási szemünk, de az élesztő tápláló és a növényevő legyek fizikailag nagyon különböznek.

"Képzelje el, hogy egy tigrisből tehén lett" - mondja Lapoint. „Ez egy csomó változás, amelynek meg kell történnie, ne felejtsük el, hogy a fogak eltompulnak. Ez egy nagy ugrás, és mindez viszonylag nemrégiben történt három helyen: Észak-Amerikában, Hawaiin és Ausztráliában, valamint Pápua Új-Guineában. " Ausztrália és Pápua Új-Guinea korábban összeköttetésben állt, és ugyanazokat a növényevő légyfajokat szállítja.

A legyek - mondja Lapoint - jó modellorganizmusok a növényi étrend evolúciós trendjeinek tanulmányozásához. "Ez az átmenet eléggé nemrégiben volt ahhoz, hogy a növényevő állatok fejlődését szinte látni tudjuk, amint ez történik" - mondja Lapoint. "A legtöbb esetben a növényevő növények fejlődése távoli módon történt a múltban."

A növényevő fajok fejlődése a nem növényevő fajokból különösen érdekes az evolúciós biológusok számára, mivel az állatvilágban viszonylag ritka, és a növényeket az állatokhoz képest nehéz megemészteni. Tehát miért fejlődik a növényevő növény, és hogyan adják a szervezet génjei a növények fogyasztásának képességét?

"Rejtély" - mondja Whiteman.

Toxinban gazdag étrend

Az a kérdés, hogy miért lettek a legyek növényevők, az a tény, hogy: „Minden, amit esznek, mérgező” - mondja Lapoint.

A Csendes-óceán déli részén található legyek bracken páfrányokat esznek, amelyek a Mt. A citrom tápértéke csekély, és bőséges mennyiségű erős toxint tartalmaz, beleértve a legtöbb szervezet számára halálos kimenetelű cianogén vegyületeket. Eközben a hawaii legyek gyarmatosították a hawaii páfrányokat, mondja Whiteman. - Mi a helyzet a páfrányokkal?

Az észak-amerikai legyek, a sztoikus kívülállók ehelyett mustárnövényeket fogyasztottak - szintén rendkívül mérgezőek a legtöbb rovarra.

"Mindannyian élesztőt ettek, amelynek az alkoholon kívül nincs igazi toxinja, és a legyeknek 70 millió éve volt alkalmazkodni a magas alkoholszinthez" - mondja Lapoint. "Csak 5-15 millió évük volt arra, hogy alkalmazkodjanak ezekben a növényekben található méreganyagokhoz."

"Ez egy nagy ugrás, de ez mindezen vonalakban kialakult, ezért a kérdés az: Vajon közös genetikai változások állják-e ezt az ugrást?" - kérdezi Whiteman.

Új fogak, új viselkedés

Úgy tűnik, hogy mivel Észak-Amerika, Hawaii és a Csendes-óceán déli részén legyek konvergens fenotípusokat vagy hasonló fizikai struktúrákat mutatnak, amelyek hasonló növényi eredetű genetikai változásokra utalhatnak.

A madárszárnyak és a denevérszárnyak jó példa a konvergens fenotípusokra, mondja Whiteman: A szárnyak hasonlónak tűnnek és ugyanazt a célt szolgálják, de valójában a test különböző részeiből alakultak ki.

A legyekben konvergens fenotípusok láthatók például a nőstényekben, akiknek növényekre kell vágniuk, hogy petéiket a levelekbe rakják.

"Normál esetben a húsevő legyek valamilyen korhadt péphalomra rakják le tojásaikat, így nincs szükségük egy nagyon robusztus petevezetőre a tojás lerakásához" - mondja Whiteman. - Valahogy kidobják a tojásukat oda. Ezek az új legyek lyukat vágtak ki egy levélből.

Észak-Amerika, Hawaii és a Csendes-óceán déli részeinek növényevő legyeinek mind nagy, fogazott petesejtje van. "Ahelyett, hogy vajkésnek tűnne, inkább fűrésznek tűnik" - mondja Whiteman.

Konvergens fenotípusok jelenléte távoli rokonságban lévő csoportokban segítheti a tudósokat abban, hogy megértsék, milyen genetikai változások felelősek a rovarok növényevőkké alakításáért.

'Tű a szénakazalban'

Whiteman és Lapoint azt tervezi, hogy Ausztráliában és Hawaii-on lárvákat és felnőtteket gyűjtenek mind a növényevő, mind a húsevő családokból, hogy megfigyeljék, hogyan változtak a növényevő legyek genetikailag és fenotípusukban, vagy a genomjuk által kódolt tulajdonságok fizikai kifejeződésében.

De először meg kell találniuk a legyeket.

"Ezekről a legyekről a régi szakirodalom számolt be" - mondja Whiteman. Amikor Lapoint előzetes felmérést végzett a legyek felkutatására Hawaii-ban, ehelyett talált egy jelentős nem őshonos bogárpopulációt, amely versenyezhetett a legyekkel ugyanazon növényekért, így a legyek populációja kicsi és elmaradt, vagy akár kihalt.

Továbbá „az eredeti hely, ahol összegyűjtötték, nemrég egy félig aktív hamvas kúp volt” - teszi hozzá Lapoint. „Azóta nehéz megtalálni őket. De mindig jól tudták túlélni a lakosság nem sok egyedét. ”

A legyek elkapása egyúttal egy kis fejtörő is: "A felnőttek módosított szájrészekkel, nagy agyarakkal rendelkeznek, amelyeket a hímek egymás elleni harcban használnak" - mondja Lapoint. „Ez megnehezíti a fogásukat, mert senki sem tudja, hogy esznek-e valamit, ha a szájrészük megvetemedik ebből az agyagról. Nagyon rövid életet élhetnek, és nem igazán jönnek el, ha normális csalikat tesznek ki, például ételt, hogy vonzzák őket. "

A kutatóknak a rovarok befogására szolgáló hálók segítségével kell rákeresniük a legyekre, majd kézzel szétválogatni őket, vagy a páfrányok tövének felnyitásával felkutatni a növényekben élő legyeket.

"Olyan lesz, mint egy tű keresése a szénakazalban" - mondja Whiteman. - De azt hiszem, hogy a legyek ott vannak.