中国基因网

中国基因网您的位置：首页 >医学 >

孤独的蟑螂如何从两个基因组中产生社会白蚁故事

2019-04-29 08:33:48 • 来源：

白蚁是“社会蟑螂”。它们是在大约1.5亿年前从祖先的孤独蟑螂进化而来的，至少在蜜蜂，蚂蚁和黄蜂发展出类似错综复杂的社会之前至少有5千万年。白蚁生活在复杂的社会中，其特征是种姓分工和殖民地成员之间的密切协调。例如，女王和国王垄断殖民地内的所有繁殖，而工人和士兵则维护和保卫殖民地。殖民地内部责任的分离需要清楚地认识到，当一个肥沃的女王出现时，谁是谁以及抑制工人生殖的机制，并在居民女王去世时刺激新的女王发展。同时，白蚁有一种相对简单的生活方式 - 他们吃木头，很少在露天冒险。来自祖先孤独蟑螂的这些变化应该反映在白蚁基因组织中，即基因组。

孤独的蟑螂如何从两个基因组中产生社会白蚁故事

德国蟑螂与白蚁有着截然不同的生活方式。这是典型的杂食动物，吃所有食物，清除甚至从事粪便 - 吃公共粪便 - 从其群体成员中获取共生微生物和营养素。这种蟑螂是一种全球性室内害虫，对人类健康产生重大不利影响。蟑螂产生有效的过敏原，可引发过敏和哮喘，特别是生活在蟑螂出没的家中的儿童。它们在不卫生的条件下茁壮成长，因此它们不仅将病原体传播给人，而且已经进化出广泛的免疫机制以防止自身被感染。最后，蟑螂已经发展出许多机制来抵抗它们在环境中遇到的大量攻击性化学物质，

Nature Ecology&Evolution的一篇论文报道了德国蟑螂，德国小蠊和干木白蚁Cryptotermes secundus基因组的测序，注释和分析，这些白蚁是在孤独蟑螂的白蚁社会性进化的背景下进行的。该团队，包括北卡罗来纳州昆虫学家Coby Schal和主要研究学者Ayako Wada-Katsumata，比较了这些基因组和其他15种昆虫的基因组，以便在从非社会蟑螂到社会白蚁的过渡中分析基因家族的进化。。本文特别感兴趣的是化学感应基因，它们用于化学通讯 - 气味和味道。蟑螂的夜间和杂食性生活方式需要大量投入敏感和辨别的嗅觉和味觉，而蟑螂的基因组反映了这一点。四个化学感应蛋白家族使昆虫能够区分不同的食物，定位和识别配偶和聚集位点(信息素)，并避免毒物和病原体。德国蟑螂现在拥有其化学感应基因库的多样性的世界纪录，这种资源对于开发更好的诱饵和害虫控制诱饵非常宝贵。更具特色但与进化相关的白蚁经历了相当多的嗅觉和味觉基因损失，与其生态栖息地的更专业化学相称。然而，白蚁基因组揭示了蟑螂持续存在的化学感应适应的特征，并可能塑造了这些“社会蟑螂”中社会生活的演变。

蟑螂基因组中许多其他基因家族的扩展可能使得适应和成功定居不同的栖息地。公开可用的基因组序列将使研究人员和害虫控制行业能够研究许多基因的功能，并以创新和蟑螂特异性杀虫剂为目标。其中包括参与杀虫剂分解和清除的基因。这些基因的扩增及其高度表达使得B. germanica对多种杀虫剂产生抗性。同样地，蟑螂可以抵抗许多不同类型的病原体，因为它含有用于免疫应答和防御病原体的扩增的基因家族。扩展的基因库编码消化酶的过程支持德国蟑螂作为极端杂食动物的成功，能够消化从Krispy Kreme甜甜圈到剩余牛排的各种食物。

郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如有侵权行为，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。

推荐内容