Это был основной принцип развития больше века, что растения и животные могут адаптироваться генетически способами, помогающими им лучше пережить и воспроизвести.Теперь, в газете, которая будет издана в журнале Science, биолог Университета Рочестера Джон Джэенайк и коллеги документируют ясный пример нового механизма для развития. В предыдущих хорошо задокументированных случаях развития черты, увеличивающие способность животного пережить и воспроизвести, присуждены благоприятными генами, которые животное передает его потомкам.
Команда Джэенайка вела хронику поразительного примера бактерии, заражающие животное, давая животному репродуктивное преимущество, и будучи встреченным от матери детям. Это симбиотическое отношение между организменным животным и бактериями дает организменному животному готовую защиту против опасности в ее среде и таким образом распространилось через население естественным отбором, способ, которым был бы благоприятный ген.Jaenike предоставляет первый существенный отчет этого эффекта в дикой природе в его статье «Адаптация через Симбиоз: Недавнее Распространение Симбионта Обороны Дрозофилы», но он говорит, что это может быть общий феномен, происходивший необнаруженный во многих различных организмах целую вечность.Кроме проливания света на важный эволюционный механизм, его результаты исследования могли помочь в развивающихся методах, использующих защитные бактерии, чтобы предотвратить болезни у людей.
Jaenike изучил вид мухи, Дрозофилы neotestacea, который предоставлен стерильный паразитическим червем, названным нематодой, одним из самых богатых, разнообразных, и деструктивных паразитов растений и животных в мире. Нематоды вторгаются в мух женского пола, когда они молоды путем образования свища через их кожу и препятствуют тому, чтобы они произвели яйца, как только они становятся зрелым. Однако, когда муха женского пола также заражена видом бактерий под названием Spiroplasma, нематоды растут плохо и больше не стерилизуют мух, найденный Jaenike.
Он также обнаружил, что в результате полезного влияния Спироплэсмы бактерии распространялись через Северную Америку и быстро увеличивались в частоте у мух, когда они передаются от матери потомкам. Проверяя сохраненных мух с начала 1980-х, Jaenike нашел, что полезные бактерии присутствовали только у приблизительно 10% мух в восточных США. К 2008 частота инфекции Spiroplasma подскочила приблизительно к 80%.«Эти мухи действительно становились ударенными нематодами в 1980-х, и просто замечательно видеть, насколько лучше они делают сегодня.
Распространение Spiroplasma заставляет меня задаться вопросом, сколько быстрого эволюционного действия продолжается ниже поверхности всего, что мы видим там», сказал Джэенайк.Он рассуждал, что существенное увеличение инфекции Spiroplasma было эволюционной реакцией на недавнее микробное обсеменение Северной Америки нематодами. Поскольку нематоды вторглись в континент, бактерии, оказалось, были удобной и мощной защитой против эффекта стерилизации нематод. Теперь, большинство мух в восточной Северной Америке несут бактерии, и бактериальная инфекция, кажется, распространяет запад.
Без любой мутации в их собственных генах мухи быстро развили защиту против чрезвычайно вредного паразита просто путем поглощения другого организма и передачи его из поколения в поколение.«Это – красивый случай, показывающий, что главная причина, эти Spiroplasma присутствуют у этих мух, для их защитной роли», сказала Нэнси Моран, профессор фламандца Экологии и Эволюционной Биологии в Йельском университете. Моран изучает роль защитных симбионтов в тлях. «Эти наследственные симбионты являются способом для хозяина животных получить новую защиту очень быстро. Один способ получить действительно новую защиту состоит в том, чтобы получить целый организм вместо того, чтобы видоизменить Ваши собственные гены, которые не настолько разнообразны для начала».
Работа Джэенайка могла также иметь последствия для борьбы с болезнями. Нематоды несут и передают тяжелые человеческие болезни, включая речную слепоту и слоновость.
Путем обнаруживания первых доказательств естественной, бактериальной защиты против нематод работа Джэенайка могла проложить путь к новым методам контроля нематоды. Он планирует исследовать ту перспективу далее.
Соавторами Джэенайка на бумаге является Роберт Анклесс и Лиза Боелио из Университета Рочестера, и Стив Перлман и Сара Кокберн из университета Виктории в Британской Колумбии. Работа финансировалась Национальным научным фондом.Источник: Университет Рочестера