Prawda

Środa, 14 kwietnia 2021 - 16:06

« Poprzedni Następny »


Nareszcie: owocowy gospodarz dzikiej Drosophila melanogaster


Jerry A. Coyne 2019-01-02

Prawdopodobnie dowiedzieliśmy się więcej o genetyce od muszki owocowej Drosophila melanogaster niż z badań jakiegokolwiek innego organizmu, a teraz używamy tego gatunku, żeby dowiedzieć się o rozwoju i ekspresji genów. Używałem tego gatunku i kilku jego krewnych w podgrupie 9-gatunków do badania specjacji, bo czas pokoleniowy jest krótki (około 12 dni w temperaturze 25°C), kilka gatunków łatwo hodować w szklanych probówkach i wiele wiadomo o genetyce kilku gatunków, a pewne spokrewnione gatunki łatwo krzyżują się ze sobą, ułatwiając genetyczne badanie barier reprodukcyjnych. To właśnie robiłem przez większość mojej pracy zawodowej: krzyżowałem gatunki podgrupy i próbowałem rozpracować genetykę barier, które powstrzymywały gatunki przed wymianą genów.

Było jednak coś, co dręczyło ewolucyjne badania tego gatunku i jego dobrze zbadanego gatunku siostrzanego, D. simulans: łatwo znaleźć je w towarzystwie ludzi, ale nie było wiadomo, gdzie żyją w stanie dzikim. Najwyraźniej jakiś czas temu stały się komensalami ludzi, ale musi istnieć dzika populacja przodków, od której pochodzą ci udomowieni potomkowie. Czy nadal istnieją dzikie populacje? Jeśli tak, to gdzie żyją? Badania genetyczne mówią nam, że ten gatunek wyewoluował w południowej Afryce i rozprzestrzenił się po świecie zaczynając 10 tysięcy lat temu, ale to jest wszystko, co wiemy o jego życiu w stanie dzikim. Gdybyśmy wiedzieli coś o tym, gdzie D. melanogaster żyje w stanie dzikim, moglibyśmy rozszerzyć naszą wiedzę o jego genetyce na wiedzę o jego ekologii, pozwalając na owocne (muszkoowocowe?) badania genetyki ekologicznej.  


No cóż, nowe badanie w „Current Biology” (kliknij na link pod zrzutem z ekranu poniżej, pdf tutaj, a odnośnik pod spodem) nie w pełni rozwiązało ten problem, ale zidentyfikowało jeden naturalny zasób, na którym D. melanogaster żyje w stanie dzikim: owoc marula.


Owoce maruli pochodzą z drzewa marulaSclerocarya birrea, występującego w lasach południowej Afryki. Owoce są sezonowe, pojawiają się synchronicznie wśród drzew przez dwa do trzech miesięcy w roku i zbierają je i konsumują ludzie i wiele zwierząt. Twierdzono kiedyś, że słonie (które uwielbiają owoce maruli) mogą upić się przez zjedzenie dużych ilości naturalnie fermentujących owoców, ale okazuje się, że to się nie dzieje: nie ma w nich dość alkoholu, by słoń odczuł choćby lekki rausz.


Drzewo:



Dojrzały owoc (proszę zauważyć mięsisty środek):



Popularny afrykański likier, Amarula, robi się z maruli. Proszę zauważyć słonia na nalepce (część zysków ze sprzedaży likieru idzie na ochronę słoni):



Autorzy tego artykułu wybrali się do parku Matapos w południowozachodnim Zimbabwe, zlokalizowali w nim przypuszczalny zasięg przodków D. melanogaster (dalej nazywany “mel”), daleko od miejsc zamieszkanych przez ludzi. Znaleźli wiele owoców maruli podczas sezonu owocowego i kolekcjonowali muszki przyciągnięte do pułapek z marulą jako przynętą. Znaleźli także siostrzany gatunek, D. simulans (dalej nazywany “sim”), także jako ludzki komensal, którego dzikich gospodarzy nie znano, ale sim nie lubiły tak bardzo pułapek z maruli. (Sam owoc także pociągał je mniej niż mel.) Owoce maruli na ziemi roiły się od larw i jajeczek mel, ale autorzy nie informują, czy znaleźli sim rozmnażające się na marulach. Jestem dość pewien, że jakieś były tam.


Dzikie mel wyraźnie mogą żyć na marulach. To nie znaczy, że ten owoc jest gospodarzem ich przodków, a tylko, że jest gospodarzem teraz i potencjalnie ważnym gospodarzem dla przodków, ponieważ drzewa te rosną dziko.


W rzeczywistości marula nie może być jedynym gospodarzem, ponieważ nie ma owoców przez cały rok. (Nie ma informacji o żadnym innym gospodarzu, ale jest oczywiste, że mel i sim wymagają jakiegoś rodzaju miękkiego, mięsistego owocu lub jagody do rozmnażania się), Ponadto mel znajduje się również w lasach na północy, gdzie nie ma drzew maruli.


Tutaj jest kilka zdjęć z tego miejsca i rodzaj stert owoców, które przyciągają muszki:  


(Wszystkie podpisy z artykułu): A) Lokalizacja w parku narodowym Matopos w Zimbabwe. (B) Widok parku pokazujący rozległą pokrywę leśną z drzew mopane z formacjami skalnymi. Zdjęcie: M. Stensmyr.

(Wszystkie podpisy z artykułu): A) Lokalizacja w parku narodowym Matopos w Zimbabwe. (B) Widok parku pokazujący rozległą pokrywę leśną z drzew mopane z formacjami skalnymi. Zdjęcie: M. Stensmyr.



Fermentujące owoce maruli. Muszki je kochają!



Tutaj jest stosunkowa obfitość mel (czerwone) i sim (żółte) jak również ich preferencje w składaniu jaj, kiedy mają wybór (nie dzikich) pomarańczy i owoców maruli. Jak widać, mel preferuje marulę w znacznie większym stopniu niż sim, rozmnażając się niemal wyłącznie na maruli.



Tutaj jest stosunkowa obfitość mel (czerwone) i sim (żółte) jak również ich preferencje w składaniu jaj, kiedy mają wybór (nie dzikich) pomarańczy i owoców maruli. Jak widać, mel preferuje marulę w znacznie większym stopniu niż sim, rozmnażając się niemal wyłącznie na maruli.


(F) Proportion of D. melanogaster to Drosophila simulans from all collection sites. (G) Violin plots showing oviposition indices (OI) of wild D. melanogaster and D. simulans (color code as per F) provided a choice between traps baited with marula or orange. White circles show the median, and boxes show the 25th–75th percentiles, which are extended by whiskers indicating 1.5× the interquartile range from the 25th–75th percentiles; the shape denotes the density estimate and extends to extreme values. Deviation of the OI against zero was analyzed for significance (∗p < 0.05) with a one-sample Wilcoxon test (p < 0.05).

(F) Proportion of D. melanogaster to Drosophila simulans from all collection sites. (G) Violin plots showing oviposition indices (OI) of wild D. melanogaster and D. simulans (color code as per F) provided a choice between traps baited with marula or orange. White circles show the median, and boxes show the 25th–75th percentiles, which are extended by whiskers indicating 1.5× the interquartile range from the 25th–75th percentiles; the shape denotes the density estimate and extends to extreme values. Deviation of the OI against zero was analyzed for significance (∗p < 0.05) with a one-sample Wilcoxon test (p < 0.05).



Poniżej można zobaczyć w próbie miejsc (5 lub 6), że mel (czerwony) jest związany tylko z miejscami, gdzie jest marula, kiedy drzewa owocują, podczas gdy sim (żółty) znajduje się w miejscach z i bez owoców w równych ilościach. W stanie dzikim D. simulans jest prawdopodobnie mniej wybiórcza niż D. melanogaster, chociaż to nie jest ewidentne, kiedy zbiera się je w miejscach zamieszkałych przez ludzi.


(H and I) Violin plots showing the number of D. melanogaster (H) and D. simulans (I) caught at sites with or without marula. Violin plots are as per (G). Differences between the means were analyzed for significance (∗) with a Mann-Whitney U test (p < 0.05).

(H and I) Violin plots showing the number of D. melanogaster (H) and D. simulans (I) caught at sites with or without marula. Violin plots are as per (G). Differences between the means were analyzed for significance (∗) with a Mann-Whitney U test (p < 0.05).



Jest w tym badaniu również trochę genetyki: lotny ester związany z marulą, izowalerulotioetyl, aktywizuje receptory węchowe u mel, ale nie u sim: allel genu Or22a. Te postaci genu, powszechne na obszarach, gdzie są drzewa marula, ale nie gdzie indziej, prawdopodobnie przyciągają muszki do tych owoców, chociaż tendencja do składania jaj na tych owocach, w odróżnieniu od poruszania się w ich kierunku, opiera się na innych genach.  


Czyli znamy teraz jednego potencjalnego gospodarza D. melanogaster w stanie dzikim, ale z pewnością były inne 10 tysięcy lat temu, kiedy muszki zaczęły wyprowadzać się z Afryki. Interesująca jest możliwość, że związek z owocami maruli w dzikiej przyrodzie mógł prowadzić do związku muszek owocowych z ludźmi. Pod koniec plejstocenu i na początku holocenu, około 12 tysięcy lat temu, wymarłe obecnie plemiona San („Buszmenów”) żyły w południowej Afryce i jadły marule tonami. Jak piszą autorzy, jedna z zamieszkałych ongiś jaskiń zawierała co najmniej 24 miliony pestek maruli! Ten owoc był więc ważnym źródłem pokarmu dla prehistorycznych ludzi, a to mogło prowadzić do komensalizmu mel z ludźmi. Taki jest scenariusz autorów i ma to sens:

Związek marula-San oferuje prawdopodobny scenariusz, według którego D. melanogaster stał się ludzkim komensalem. Zapach nagromadzonych owoców maruli, wydobywający się z jaskiń, mógł z daleka przyciągać muszki. Muszki znajdowały w jaskiniach stały zapas maruli i fermentujących odpadów długo po tym, jak zmniejszała się ilość owoców w otaczających lasach. Innymi słowy, ramy czasowe używania najlepszego podłoża do rozmnażania się, były znacznie rozszerzone. W jaskiniach muszki odnosiły również korzyści z powodu zmniejszonego ryzyka ze strony drapieżników, jak też ochronę przed niekorzystnymi warunkami pogodowymi.  Z czasem muszki jaskiniowe gromadziły adaptacje pomocne dla ludzkiego komensalizmu. Istotne cechy mogły obejmować gotowość wlatywania w ciemne, zamknięte miejsca i zwiększoną tolerancja na etanol, a te dwie cechy odróżniają D. melanogaster od jego najbliższych krewnych. 

Autorzy pokazali następnie, że D. melanogaster, ale nie D. simulans, wlatują do jaskiń zawierających pułapki z przynętą z maruli. Kontynuują:  


Dane archeologiczne wskazują, że systematyczne i intensywne używanie maruli zaczęło się ∼12 tysięcy lat temu. ∼9,5 tysiąca lat temu zbiory maruli osiągnęły olbrzymie proporcje, zanikając wreszcie ∼8 tysięcy lat temu. Te dane są zbieżne z demograficznymi danymi o D. melanogaster, które wskazują na początek ekspansji w Afryce na ∼10 tysięcy lat temu, ekspansji prawdopodobnie reprezentującej rozszerzenie się komensalnej populacji po całej jej nowej niszy. Krótko mówiąc, dane archeologiczne i demograficzne popierają koncepcję, że używanie maruli przez San mogło być czynnikiem zamieniającym leśny gatunek D. melanogaster w dzisiejszy gatunek kosmopolityczny.  


Pod tym względem D. melanogaster są jak domowe koty: udomowienie było samoistne przez atrakcyjność żywności zgromadzonej przez ludzi (w wypadku kotów były to prawdopodobnie gryzonie przyciągnięte do ziarna zebranego przez ludzi). Różnica polega na tym, że ludzie prawdopodobnie karmili i dbali o te koty, które były mniej płochliwe, podczas gdy ludzie nie mają żadnych korzyści z udomowienia muszek. Muszki po prostu wyewoluowały w towarzystwie ludzi, bo było to dobre dla muszek. Teraz ten gatunek jest wszędzie na świecie i prawdopodobnie lata wokół twojego koszyka z owocami.


h/t: Edward

_____________________

Mansourian, S., A. Enjin, E. V. Jirle, V. Ramesh, G. Rehermann, P. G. Becher, J. E. Pool, and M. C. Stensmyr. 2018. Wild African Drosophila melanogasterare seasonal specialists on marula fruit. Current Biology 28:3960-3968.e3963.

At last: a fruit host of wild Drosophila melanogaster

Why Evolution Is True, 17 grudnia 2018

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska



Jerry Coyne

Profesor (emeritus) na wydziale ekologii i ewolucji University of Chicago, jego książka "Why Evolution is True" (Polskie wydanie: "Ewolucja jest faktem", Prószyński i Ska, 2009r.) została przełożona na kilkanaście języków, a przez Richarda Dawkinsa jest oceniana jako najlepsza książka o ewolucji.  Jerry Coyne jest jednym z najlepszych na świecie specjalistów od specjacji, rozdzielania się gatunków.  Jest wielkim miłośnikiem kotów i osobistym przyjacielem redaktor naczelnej.
 

Skomentuj     Wyślij artykuł do znajomego:     Wydrukuj






Nauka

Znalezionych 1206 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Wielkie zdarzenie oksydacyjne   Novela   2021-04-09
Kiedy panika klimatyczna zlewa się z kulturą anulowania   Lomborg   2021-04-06
Czy wykształceni ludzie są bardziej antysemiccy?   Albert Cheng i Ian Kingsbury   2021-04-05
Nieoczekiwana historia i cudowny sukces szczepionek   Ridley   2021-03-31
Innowacja jest geograficznie zlokalizowanym i chwilowym zjawiskiem   Ridley   2021-03-29
Czy gąbki są najbliższymi krewnymi pozostałych zwierząt?   Coyne   2021-03-26
Kilka lekcji z rosyjskiej rewolucji. Jak kuszący radykalny nihilizm prowadzi do ekstremizmu   Geifman   2021-03-22
Wracamy do raju?   Łukaszewski   2021-03-18
Ślimakowi morskiemu odrasta tułów z odciętej głowy, czyli “autotomia z kleptoplastią”   Coyne   2021-03-15
Ewolucyjne korzyści udawania ofiary   Clark   2021-03-11
Ludzie i wymieranie megafauny   Novella   2021-03-10
Banany edytowane przez CRISPR   Novella   2021-03-02
Nikczemne grzyby naśladują kwiaty trawy, by ułatwić własne rozmnażanie się   Coyne   2021-02-26
Co zabiło megafaunę Ameryki Północnej?   Novella   2021-02-25
Stresy i nowe szczepy wirusa   Ridley   2021-02-12
EWOLUCJA wirusa Covid-19   Coyne   2021-02-10
Czy „toksyczna kobiecość” jest główną przyczyną bojów o społeczną sprawiedliwość?   Coyne   2021-02-08
Najmniejszy gad (i owodniowiec) świata: BARDZO mały kameleon   Coyne   2021-02-05
Dlaczego kocimiętka i matatabi doprowadzają koty do szaleństwa? Grupa badaczy mówi, że te rośliny mogą chronić je przed komarami   Coyne   2021-02-02
Bądźcie sceptyczni wobec wideo pokazujących “skutki uboczne” szczepionki   Novella   2021-01-28
Szaleństwo odnawialnej energii   Ridley   2021-01-23
Głębia ludzkiej historii   Novella   2021-01-19
Dlaczego szczepionki mRNA mogą zrewolucjonizować medycynę?   Ridley   2021-01-02
Szczepionka mRNA na koronawirusa: świadectwo ludzkiej pomysłowości i mocy nauki   Coyne   2021-01-01
Dziwaczny rodzaj rasistowskiego patriarchatu   Arora   2020-12-31
Centrala muszek owocowych: Bloomington Drosophila Stock Center   Coyne   2020-12-29
Pierwszy raport o używaniu narzędzi przez pszczoły: rodzimy gatunek używa grudek łajna, by odeprzeć drapieżne szerszenie   Coyne   2020-12-23
Nie – żadne chi nie istnieje   Novella   2020-12-21
Moc nauki dostarczyła najlepszej możliwej wiadomości w tym koszmarnym roku   Ridley   2020-12-18
Szczątkowa cecha ptaków, która mogła być funkcjonalna u przodków: zdalne wyczuwanie drgań dziobem (nadal czynne u kiwi)   Coyne   2020-12-16
Paradoks wielce niedoskonałego dobra   Koraszewski   2020-12-11
Nasiona roślin ewoluują, by upodobnić się odchodów antylopy, a oszukane żuki gnojowe odtaczają i zagrzebują nasiona   Coyne   2020-12-10
AI – asystent lekarza   Novella   2020-12-09
Czy problem zwijania białka został rozwiązany?   Coyne   2020-12-05
„Gryzoń skunksowy”, który żuje trujące rośliny i wypluwa truciznę na swoje futro   Coyne   2020-12-02
Intensywne zbieranie leczniczej rośliny przez ludzi prowadzi do ewolucji nowych kolorów liści i kwiatów   Coyne   2020-11-28
Jak ewoluuuje altruizm?   Coyne   2020-11-25
Filozof zainfekowany efektem potwierdzenia wyjaśnia, dlaczego ewolucja dowodzi Boga   Coyne   2020-11-23
Według nowych badań są cztery gatunki pingwinów białobrewych, a nie tylko jeden   Coyne   2020-11-19
Gra w łajdactwo, by zrozumieć łajdaków   Novella   2020-11-18
Ewolucja psów   Novella   2020-11-09
Genomowa i ewolucyjna analiza wymarłego kota szablozębnego   Coyne   2020-10-31
Zakład Simon-Ehrlich po 40 latach   Gale L. Pooley   2020-10-23
Używające narzędzi mrówki budują struktury, by spijać roztwór cukru w pojemnikach, nie topiąc się   Coyne   2020-10-22
Czego pandemia nauczyła nas o nauce?   Ridley   2020-10-19
Przeddarwinowscy “darwiniści”   Berry   2020-10-16
Covid 19 może przejmować kontrolę nad receptorami bólu, uśmierzając ból i podnosząc szerzenie się choroby: możliwy rezultat doboru naturalnego   Coyne   2020-10-15
Znowu wrzawa, że “teoria ewolucji wywrócona”, ale jak zwykle, robią z igły widły   Coyne   2020-10-13
Intelektualna pustka numeru “New Scientist” o ewolucji: 4. Rzekome znaczenie dryfu genetycznego w ewolucji   Coyne   2020-10-09
Chromosomy Y ludzi, neandertalczyków i denisowian   Novella   2020-10-08
Intelektualna pustka numeru “New Scientist” o ewolucji: 3. Rzekome znaczenie epigenetyki w ewolucji   Coyne   2020-10-07
Intelektualna pustka numeru “New Scientist” o ewolucji: 2. Rzekome nieistnienie gatunków   Coyne   2020-10-05
Intelektualna pustka numeru “New Scientist” o ewolucji: 1. Genetyczna plastyczność    Coyne   2020-10-03
“New Scientist”: Darwin jednak miał rację    Coyne   2020-10-01
Uprawy GMO i wzrost plonów   Novella   2020-09-28
Książka o psychologii ewolucyjnej, która pokazuje wartość tej dziedziny – ale nie wartość memów   Coyne   2020-09-22
Przyjemności seksu i jagód   Ridley   2020-09-18
Czy można falsyfikować naukowe teorie? Naukowiec odpowiada, że “nie”   Coyne   2020-09-12
Naukowe pismo “Nature” przystaje do Przebudzonych twierdząc, że zarówno płeć, jak gender są niebinarne   Coyne   2020-09-09
Wybór ostatecznej wolności   Witkowski   2020-09-07
Polio zlikwidowane w Afryce   Novella   2020-09-05
Czy wyrazy ludzkiej twarzy są uniwersalne w okazywaniu emocji?   Coyne   2020-09-02
Barwny erudyta J.B.S. Haldane   Coyne   2020-08-28
Modelowanie zbijania się pingwinów cesarskich w gromadę: każdy dostaje równie dużo ciepła   Coyne   2020-08-25
Jak algorytmy wpływają na twoje życie   Novella   2020-08-24
Z okazji dziewięćdziesiątych urodzin Thomasa Sowella   Jacoby   2020-08-22
Prawdziwie długa szyja: 6-metrowy wodny gad z triasu z szyją długości 2,7 metra   Coyne   2020-08-19
Wątrobiane duszki   Novella   2020-08-17
Rozrzedzanie krwi bez groźby krwawienia   Novella   2020-08-14
Nowy raport: Bakteria po stu milionach lat nadal żywa!   Coyne   2020-08-08
Modlitwa to nie jest lekarstwo   Nowella   2020-08-07
Maleńki, 10-centymetrowy dinosaur, który zjadał owady   Coyne   2020-08-06
Piękny skoczek, który upodabnia się do mrówki   Coyne   2020-08-03
Urodziny Rosalind Franklin!   Cobb   2020-07-31
Kondor wielki: ptak, który rzadko kiedy macha skrzydłami   Coyne   2020-07-28
Czy ludzie byli w Nowym Świecie ponad 30 tysięcy lat temu?   Coyne   2020-07-26
Oszaleć na punkcie nietoperzy w czasach korony i politykierstwa   Collins   2020-07-25
Dwa gatunki dały zdolną do życia hybrydę, mimo że rozeszły się 150 milionów lat temu   Coyne   2020-07-23
Niccolo Tartaglia jego tajemnica   Jacoby   2020-07-20
Akcja afirmatywna w wieloetnicznym narodzie   Hyams   2020-07-17
Dekolonizacja ewolucji (i Darwina) była nieunikniona   Coyne   2020-07-15
Filtr mózgu (czyli czego nie widzimy)   Novella   2020-07-14
Homeopatia jest bezwartościowa a czasami szkodliwa   Novella   2020-07-10
Pięć błędnych wyobrażeń o ewolucji: jedno jest wątpliwe, jedno niesłuszne   Coyne   2020-07-08
Wiecznie kurczący się tranzystor i wynalezienie Google   Ridley   2020-07-06
Postmodernizm: filozofia, która stoi za naszymi wojnami kulturowymi i postępującym nihilizmem   Hill   2020-07-02
Bodźce do innowacji w końcu pokonają COVID-19   Ridley   2020-06-27
Maleńkie stworzenia morskie budują olbrzymie, fantastyczne domy, by chronić się i zdobywać pokarm   Coyne   2020-06-25
Rośliny uprawne z edytowanym genomem pomagają farmerom i środowisku   Ridley   2020-06-20
Czy klucz do COVID można znaleźć w rosyjskiej pandemii?   Ridley   2020-06-18
Skąd więc wziął się ten wirus?   Ridley   2020-06-16
Nowe dane o tym, jak działają grzyby „mrówek zombie”   Coyne   2020-06-15
Czy brytyjski naukowy establishment popełnił największy błąd w historii?   Ridley   2020-06-13
Błysk światła w mroku   Sheagren   2020-06-12
Poczucie pewności napędza efekt potwierdzenia   Novella   2020-06-08
Czy możemy zobaczyć osobowość?   Novella   2020-06-05
Rozwiązanie dla obecnego kryzysu   Ridley   2020-06-02
Lokalizacja funkcji wykonawczych   Novella   2020-05-30
Przestańcie wierzyć w naukę   Greenfield   2020-05-28
Ewolucyjne korzenie sztuki   Koraszewski   2020-05-27

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

Przekupieni



Heretycki impuls



Nie klanial



Cervantes



Wojaki Chrystusa



 Palestyńskie weto



Wzmacnianie układu odpornościowego



Wykluczenie Tajwanu z WHO



Drzazgę źle się czyta



Sześć lat



Pochodzenie



Papież Franciszek



Schadenfreude



Pseudonaukowa histeria...


Panstwo etc



Biły się dwa bogi


 Forma przejściowa


Wstęga Möbiusa


Przemysł produkcji kłamstw


Jesteś tym, co czytasz,



Radykalne poglądy polityczne


Einstein



Socjologia



Allah stworzyl



Uprzednie doświadczenie



Żydowski exodus



PRL Chrystusem narodów



Odrastające głowy hydry nazizmu



Homeopatia, wibracje i oszustwo


Żołnierz IDF



Prawo powrotu



Mózg i kodowanie predyktywne



Nocna rozmowa



WSzyscy wiedza


Listy z naszego sadu
Redaktor naczelny:   Hili
Webmaster:   Andrzej Koraszewski
Współpracownicy:   Jacek, , Malgorzata, Andrzej, Marcin, Henryk