• Tuesday June 25,2019

Motyle rozwijają odporność na bakterie zabijające mężczyzn w rekordowym czasie

Anonim

Jest to trzecie z ośmiu postów poświęconych badaniom ewolucyjnym z okazji obchodów dwusetnej rocznicy Darwina.

W naszym świecie jest (z grubsza) jeden mężczyzna dla każdej kobiety. Pomimo różnych różnic społecznych, nasz współczynnik proporcji pozostaje niezmiennie równy, do tego stopnia, że ​​uważamy go za pewnik. Gdzie indziej w przyrodzie, sprawy nie są tak zrównoważone.

Weź motyla niebieskiego księżyca ( Hypolimnas bolina ). W 2001 roku Emily Dyson i Greg Hurst badali tego oszałamiająco pięknego owada na wyspach Samoa Savaii i Upolu, kiedy zauważyli coś dziwnego - prawie wszystkie motyle były samicami. W rzeczywistości, znacznie liczniejsi mężczyźni stanowili zaledwie 1% populacji.

Przyczyną tego zdominowanego przez kobiety świata była infekcja, odziedziczona bakteria zwana Wolbachią . Wolbachia jest silnym kandydatem na największego na świecie pasożyta planety, ponieważ zaraża ogromną część stawonogów świata, a sama grupa jest bardzo udana. I nie lubi mężczyzn.

Wolbachia ma łatwą drogę infekcji - może być przekazana następnej generacji przez jaja zarażonej kobiety. Ale nie może dostać się do nasienia, dlatego owady są bezużyteczne i mają wiele strategii radzenia sobie z nimi. Czasami pozwala samicy rozmnażać się bez nawożenia mężczyzn. Innym razem zmusza mężczyzn do przechodzenia zmian płciowych, aby stać się kobietami. Ale w przypadkach, takich jak motyl z błękitnego księżyca, po prostu zabija on samców, zanim nawet wyklują się z jaj.

W 2001 r. Dyson i Hurst zauważyli, że wyspy z najmniejszą liczbą mężczyzn to te z najbardziej rozpowszechnionymi infekcjami Wolbachia . Ale do 2005 roku sytuacja się zmieniła. Sylvain Charlat z University College London, wraz z Hurstem i innymi, odkrył, że liczba samców wzrastała w okolicach wyspy Upolu. Rok później formalna ankieta potwierdziła niesamowity powrót samców.

Na Upolu dorównali liczbie samic. W ciągu zaledwie 10 pokoleń, samce motyli straciły przewagę liczebną od stu do jednej, na równi z samicami. "Według mojej wiedzy jest to najszybsza ewolucyjna zmiana, jaką kiedykolwiek zaobserwowano" - powiedział Charlat. W ciągu zaledwie dziesięciu pokoleń ewoluowali odporność na pasożyta - dramatyczny przykład doboru naturalnego w działaniu.

Charlat znalazł tę samą historię w witrynie na wyspie Savaii niedaleko sąsiedniego Upolu. Po drugiej stronie wyspy samce nadal należały do ​​mniejszości i wielu nie udało się wylęgnąć. Ale w przypadku 7% populacji radzili sobie lepiej niż przed pięcioma laty.

Wszystkie motyle były jeszcze zakażone tym samym szczepem Wolbachia, który zabił ich samce zaledwie kilka lat temu. A same bakterie się nie zmieniły - gdy Charlat skojarzył zakażone samice z niezainfekowanymi samcami z innej wyspy, w ciągu kilku pokoleń pojawiła się w nich mordercza przyroda pasożyta.

Charlat wierzy, że motyle Upolu zyskały gen odporności (lub kilka), który pozwolił im zlekceważyć bakterie zabijające mężczyzn. Albo ewoluuje sama cecha, albo zyskała ją z populacji południowo-wschodniej Azji, która już stała się odporna.

Bez względu na pochodzenie, mutacja rozprzestrzeniła się jak genetyczny pożar przez Upolu i na sąsiednie Savaii. Większość mutacji przynosi małe korzyści i rozprzestrzenia się powoli. Ale dzięki wyrównaniu proporcji populacji populacja, która opiera się wolbachii, daje ogromną przewagę.

Ocaleni mężczyźni, którzy noszą ten gen (y), mieliby wybierać samice, ponieważ większość ich konkurencji leżała martwa w ich jajach. A kobiety, które wykryły mutację, miałyby dwa razy więcej młodych ludzi, którzy przeżyli.

Praca Charlata podkreśla, jak potężny jest wpływ pasożytów na przebieg ewolucji. Jak potężni pasożyci mogą być w trakcie ewolucji. Wydarzenia takie jak ta mogą być bardzo powszechne, ale przy takiej szybkości mogły się zdarzyć, zanim naukowcy zdołali je zauważyć.

Nowo odkryta opór motyli jest również cudownym przykładem hipotezy Czerwonej Królowej, w której pasożyty i gospodarze zostają złapani w ewolucyjny wyścig zbrojeń. Każdy jest zmuszony do nabycia nowych adaptacji i przeciw-adaptacji tylko po to, aby pozostać w tym samym miejscu.

W tym szczególnym wyścigu zbrojeń motyle wygrały bitwę z Wolbachią . Ale wojna się nie skończyła. Pasożyt staje teraz wobec nowej presji, aby znaleźć innowacyjne sposoby na pozbycie się ślepych samców. Jak długo potrwa, zanim rozwinie się strajk odwetowy?

Referencje: Charlat, Hornett, Fullard, Davies, Roderick, Wedell & Hurst. 2007. Nadzwyczajny przepływ w stosunku płci. Science 317: 214.

Zdjęcia: JM Garg

Więcej o Wolbachii i ewolucyjnych wyścigach zbrojeń :

  • Beetle i drożdżowy zespół przeciwko pszczołom
  • Węże odpornościowe prześcigają toksyczne traszki w ewolucyjnych wyścigach zbrojeń
  • Skracające życie bakterie a komary dengi
  • Japońskie ćmy dotknięte wirusem zabijającym mężczyzn

Subskrybuj kanał


Ciekawe Artykuły

Wideo poklatkowe z suchych dolin McMurdo na Antarktydzie

Wideo poklatkowe z suchych dolin McMurdo na Antarktydzie

Światowy samotny krajobraz ożywa w filmach poklatkowych Keitha Heywarda i Jennifer Berglund z Prehensile Productions. Przewodnik wideo w kolejności pojawiania się: 1. Jezioro Friedmanna: Gdy skały nagrzewają się w słońcu, czasami osiągają temperatury powyżej zera, powodując stopienie się małych kropel śniegu. Przez setki, j

Chiralność i Wąsy Pozytonów

Chiralność i Wąsy Pozytonów

Obudziłem się dziś rano z radosną wiadomością, że mój post "The Fine Structure Constant jest prawdopodobnie stały" odszedł z Charm Quark (tj. Związany na trzecie miejsce) w tegorocznych 3QuarksDaily blogach naukowych nagrody. Wielkie dzięki dla Lisy Randall za sędziowanie i Abbasa Razy oraz ekipę 3QD za hosting. I oczywiście

Mo  'Farms, Mo ' (Plague) Problemy

Mo 'Farms, Mo ' (Plague) Problemy

Zaraza powraca, a tym razem nie za sprawą dalekich statków lub karawan przemierzających odległe szlaki handlowe, ale kukurydzy. Ta choroba, spowodowana przez jednego z najstarszych wrogów bakterii, Yersinia pestis i rozprzestrzeniająca się u zarażonych przez pchły gryzoni, jest często pomijana w czasach współczesnych na korzyść epidemii takich jak Ebola, HIV i odpornych na antybiotyki chorób przenoszonych drogą płciową. . Ale plaga zaws

NCBI ROFL: Nieszczęśliwe zdjęcia z roczników zwiastują życie.

NCBI ROFL: Nieszczęśliwe zdjęcia z roczników zwiastują życie.

Wyrażenia pozytywnej emocji w obrazach z rocznika szkolnego kobiet i ich związek z osobowością i wynikami życiowymi w dorosłym życiu. "Aby przetestować hipotezy dotyczące pozytywnych emocji, autorzy zbadali związek pozytywnej ekspresji emocjonalnej w obrazach uczelni kobiecych z osobowością, ocenami obserwatorów i wynikami życiowymi. Zgodnie z po

Nepal może być gotowy na kolejne wielkie trzęsienie ziemi

Nepal może być gotowy na kolejne wielkie trzęsienie ziemi

Trzęsienie ziemi o sile 7.8, które wstrząsnęło Nepalem w kwietniu, trafiło na pierwsze strony gazet na całym świecie. Ponad 23 000 osób zostało rannych, a 9000 zabitych. Trzęsienie ziemi spowodowało lawinę na Mount Everest i zniszczyło kilka miejsc światowego dziedzictwa UNESCO. Ale region może być gotowy na więcej zniszczeń w przyszłości. Nowe badanie wskazu