Prawda

Sobota, 19 stycznia 2019 - 17:43

« 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 892 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Niezrozumienie efektu Dunninga-Krugera   Novella   2019-01-18
Szarlataneria finansowana przez społeczność internetową   Novella   2019-01-16
Nowa duża salamandra ze Stanów Zjednoczonych   Mayer   2019-01-10
Kwitnące rośliny pozostają zdolne do życia po przejściu przez przewód pokarmowy ptactwa wodnego   Coyne   2019-01-07
Radykalne poglądy polityczne korelują z marnym metapoznaniem   Novella   2019-01-05
Nareszcie: owocowy gospodarz dzikiej Drosophila melanogaster   Coyne   2019-01-02
Z końcem roku   Łopatniuk   2019-01-01
Psychologia globalnego pesymizmu   Ridley   2018-12-26
Wiara w Świętego Mikołaja   Novella   2018-12-25
Brudna pardwa górska   Lyon   2018-12-24
Lotosowe szaleństwo   Łopatniuk   2018-12-22
Intrygujące zajęcia na Princeton University   Coyne   2018-12-19
Aktywność umysłowa nie zapobiega osłabieniu umysłowej sprawności   Novella   2018-12-15
Musi się potępić akademicki mobbing uczonego     2018-12-14
Dlaczego sądy nie powinny rozstrzygać o nauce     2018-12-13
Dziennikarze  nie rozumieją nowego raportu USA o klimacie   Lomborg   2018-12-12
Kilka myśli o altruizmie   Coyne   2018-12-10
Nauka nie jest twoim wrogiem   Pinker   2018-12-08
Czy poparcie przez celebrytę może skłonić ludzi do zaakceptowania ewolucji?   Coyne   2018-12-07
Dominujący indyk i jego popisy   Lyon   2018-12-04
Dlaczego kocie języki są kolczaste?   Coyne   2018-12-01
Hiszpania dąży do zakazania alternatywnej medycyny   Novella   2018-11-30
Inżyneria fotosyntezy i jej przeciwnicy   Novella   2018-11-27
Mój list do Darwina   Coyne   2018-11-26
Zapuszczenie   Łopatniuk   2018-11-24
Nowa praca potwierdza sześć podgatunków tygrysa   Coyne   2018-11-21
Nawigacja może być fundamentalna dla myślenia   Novella   2018-11-20
Zrezygnowanie z hamburgerów nie uratuje planety   Lomborg   2018-11-16
Echinacea nie działa na przeziębienie   Novella   2018-11-15
Laserowe skanowanie Archeopteryxa   Novella   2018-11-10
Apoptoza całego ciała   Dennett   2018-11-09
Głębota i polityka pseudogłębi   Hughes   2018-11-08
Niewydolność wątroby spowodowana ekstraktem z zielonej herbaty   Novella   2018-11-06
Skąd wiemy, że niemal wszyscy neandertalczycy byli praworęczni?   Coyne   2018-11-05
Co nam daje psychologia ewolucyjna?   Flock   2018-11-01
Problemy z organiczną żywnością i badaniem raka   Novella   2018-10-31
Geny, które wpływają na ludzką inteligencję i osobowość   Ridley   2018-10-30
Dławiący problem   Łopatniuk   2018-10-27
Niepoprawna ludzkość znowu poprawiona   Koraszewski   2018-10-26
Neandertalskie kości w Chorwacji   Coyne   2018-10-25
Światowa Organizacja Zdrowia udziela poparcia szarlatanerii   Novella   2018-10-24
Socjologia. Uwagi o nauce zaangażowanej   Koraszewski   2018-10-22
Daj ać ja pobruszę …   Łukaszewski   2018-10-20
Opieka zdrowotna neandertalczyków   Novella   2018-10-17
Łez kamienie   Łopatniuk   2018-10-13
Akademicki skandal: troje badaczy umyślnie publikowało fałszywe artykuły o „badaniach żałości”, by pokazać fatalne standardy akademickie w naukach społecznych   Coyne   2018-10-12
Skuteczny kontra patologiczny altruizm   Anomaly   2018-10-10
Czas powiedzieć stop pseudonauce o GMO   Novella   2018-10-02
Trochę inny rak wątroby   Łopatniuk   2018-09-29
Najwcześniejsze znane zwierzę?   Coyne   2018-09-27
Organiczne rolnictwo nie jest najlepsze   Novella   2018-09-24
Ateista z chwilową luką w pamięci i w szoku niewolnictwa   Dawkins   2018-09-21
Stereotypy są często szkodliwe a zarazem poprawne   Shpancer   2018-09-21
Atak “doktorostwa Wolfson” na rodziców chłopca, który zmarł na koklusz     2018-09-20
Probiotyki – to skomplikowane   Novella   2018-09-13
Przesądy i złudzenie kontroli   Novella   2018-09-11
Antyszczepionkowcy - pielęgniarka lub lekarz nie powinni opiekować się dziećmi     2018-09-10
Francuski uniwersytet wyrzuca homeopatię   Novella   2018-09-08
Plastry uśmierzające ból z Luminas: gdzie słowa „kwantum” i „energia” w rzeczywistości znaczą „magia”     2018-09-07
Odkryto nowy rodzaj neuronów u ludzi   Novella   2018-09-06
Epigenetyka: powrót Lamarcka? Nie tak szybko!   Coyne   2018-09-05
Przejściowe formy przodków żółwia   Novella   2018-09-03
Recenzja nowej książki Davida Quammena o drzewach ewolucyjnych (i porównanie z innymi recenzjami)   Coyne   2018-09-01
Dlaczego jedne sowy mają kępki piór na uszach, a inne nie?   Lyon   2018-08-30
Psychoaktywny lek i doświadczenie śmierci   Novella   2018-08-29
Samce koników morskich, które są ciężarne, redukują inwestycję w potomstwo, jeśli widzą seksowną samicę   Coyne   2018-08-28
Uderzające podobieństwo: rewolucyjne wyniki badań nad bliźniętami   Dynesen   2018-08-27
Ale tego wija lepiej zostaw w spokoju   Łopatniuk   2018-08-24
Ile jest ziemi nadającej się pod uprawę?   Novella   2018-08-22
Więcej o szarlatanerii komórek macierzystych   Novella   2018-08-18
Kontrolowane próby szczepionek   Novella   2018-08-15
Ogniska odry w Brooklynie w 2013 r.: Badanie kosztów antyszczepionkowej pseudonauki     2018-08-14
Uprzednie doświadczenie wpływa na to, co widzimy   Novella   2018-08-11
Efekt Krugera-Dunninga, antyszczepionkowcy i arogancja ignorancji     2018-08-09
Nowe zastosowania zużytych filtrów do dializy   Blum   2018-08-07
Puszczyk mszarny   Lyon   2018-08-06
Oprzeć się wiatrom - dobór naturalny, huragany i jaszczurki   Mayer   2018-08-04
Unia Europejska odrzuciła uprawy z edytowanym genomem   Ridley   2018-08-03
Spojrzenie na ruch anty-GMO   Novella   2018-08-02
Tajemne życie morskich ptaków   Ridley   2018-08-01
Więcej dowodów przeciwko „epigenetycznie” dziedziczonym i środowiskowo wprowadzonym zmianom w DNA   Coyne   2018-07-31
Usterka w Matriksie   Novella   2018-07-27
Czy współczesny Homo sapiens wyewoluował w różnych częściach Afryki?   Coyne   2018-07-24
Pandemie, szczepienia, i kuracja mleczna profesora Jastrebowa   Turski   2018-07-21
Sóweczka dwuplamista   Lyon   2018-07-20
Lucyfer, którego wymyślił Zimbardo. O konsekwencjach stanfordzkiego eksperymentu więziennego i skandalu, którego stał się obiektem   Witkowski   2018-07-19
Nie kłacz, gdy kaszlesz   Łopatniuk   2018-07-14
Kwantowe bzdury w parapsychologii   Novella   2018-07-12
Pełzająca percepcja problemów   Novella   2018-07-10
Ale czy mogą cierpieć?   Dawkins   2018-07-07
Wronia inteligencja   Novella   2018-07-06
Gąsienica naśladuje pazurnicę   Coyne   2018-07-05
O mózgach męskich i żeńskich   Novella   2018-07-03
Czy hieny rozbijają ludzki patriarchat?   Coyne   2018-06-30
Mikrobiom jelitowy i stany lękowe   Novella   2018-06-28
Ukośniki przędą spadochrony z nici pajęczej i odlatują po sprawdzeniu wiatru odnóżami   Coyne   2018-06-26
To może być toczeń, czyli o wilku, który pożarł serce   Łopatniuk   2018-06-23
Kreacjonizm i nagonka na Coyne’a w „Daily Caller”   Coyne   2018-06-22
Kłamstwa anty-GMO   Novella   2018-06-20
Protezy kończyn - kolejny postęp   Novella   2018-06-16

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

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



Nieustający marsz



Oświecenie Pinker



Alternatywna medycyna zabija



Kobiety ofiarami



Prometeusz



modyfikowana pszenica



Arabowie



Roboty będą uprawiać ziemię



Sumienie, czyli moralność bez smyczy



Skomplikowana ewolucja



Argument neuroróżnorodności



Nowe badanie pamięci długotrwałej



Ściganie bluźnierstwa



Ryby jaskiniowe



Autyzm



Od niepamiętnych czasów



Tunezyjczycy przeciw złemu prawu



Drugie prawo termodynamiki



Pochwała ignorancj



Mistyfikacja Sokala



Intronizacja Chrystusa


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