Prawda

Środa, 19 czerwca 2019 - 11:17

« 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 952 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Nowe informacje o dzieciach CRISPR   Novella   2019-06-17
Słonie mają fantastyczny węch (lepszy niż psy): są jedynymi zwierzętami, które potrafią rozróżnić inne ilości pokarmu tylko po zapachu   Coyne   2019-06-14
Indyjscy farmerzy wysiali ziarna GMO w proteście obywatelskiego nieposłuszeństwa     2019-06-13
Chcąc zadowolić antyaborcjonistów administracja Trumpa tnie finansowanie badań medycznych przy użyciu tkanki płodowej   Coyne   2019-06-11
Triumf Mao: Światowa Organizacja Zdrowia oficjalnie akceptuje szarlatanerię tradycyjnej chińskiej medycyny     2019-06-04
Ale jak to bezbarwnikowy?   Łopatniuk   2019-06-01
Na zdrowie: izraelscy naukowcy warzą piwo na ”wskrzeszonych” drożdżach sprzed 5000 lat     2019-05-31
Skąd wiemy to, co wiemy?   Novella   2019-05-28
Samice bonobo (ale nie samice szympansów) pomagają swoim synom w zdobywaniu partnerek   Coyne   2019-05-25
Dlaczego ludzie sprzeciwiają się technologiom, które zmniejszają szkody?   Ridley   2019-05-24
Nowa praca o nielotnych chruścielach rażąco przesadzona i wypaczona w popularnych mediach   Coyne   2019-05-22
Trenowanie sztucznej inteligencji, żeby widziała jak człowiek   Novella   2019-05-21
A polać wielką wodą…   Cipiur   2019-05-18
Wykrywanie kłamstw w mózgu   Novella   2019-05-17
Walka o zachowanie bioróżnorodności   Ridley   2019-05-15
Niezwykły przypadek mimikry: skaczący pająk naśladuje gąsienicę   Coyne   2019-05-14
Selektywnie stosowana koncepcja tabula rasa i ideologicznie motywowane nieporozumienia   Cory Clark   2019-05-09
Dlaczego szarlatani nie powinni nadzorować sami siebie     2019-05-08
Kiedy naukowcy nie tolerują odmiennego zdania   Weber   2019-05-07
Przegapione odkrycia w historii nauki   Ridley   2019-05-02
W obronie scjentyzmu   Winegard   2019-04-30
Akupunktura kwantowa   Novella   2019-04-23
Nie tylko kakao   Łopaniuk   2019-04-20
Wstęga Möbiusa sprzecznych egocentryzmów poznawczych   Landes   2019-04-18
Kolejne badania nad bzdurą   Novella   2019-04-17
Licząca 43 miliony lat forma przejściowa: wodno-lądowy wieloryb    Coyne   2019-04-15
Zdumiewające możliwości docenienia i wykorzystania neuroróżnorodności   Koraszewski   2019-04-12
Jak sobie radzić ze skrajnymi wydarzeniami pogodowymi?   Lomborg   2019-04-09
Najbardziej zabójczy dzień na Ziemi   Novella   2019-04-06
Zaprzeczanie neuronauce o różnicach płci   Cahill   2019-04-05
Zwierzęce roboty   Novella   2019-04-04
Technologia pomaga w kryzysach wodnych na całym globie   Cohen   2019-04-02
Niezwykłe skamieniałości kambryjskie porównywalne do tych z łupków z Burgess   Coyne   2019-03-30
Tak wygląda dobre dziennikarstwo   Novella   2019-03-29
Wzrost sektora nasiennictwa w Ugandzie demaskuje główne twierdzenie anty- GMO   Ongu   2019-03-21
Ewolucja „nieredukowalnie złożonych” białek zapobiegających zamarzaniu u ryb polarnych (i policzek wymierzony Behemu)   Coyne   2019-03-20
Złoty ryż wreszcie dopuszczony w Bangladeszu   Novella   2019-03-19
Kłamstwa, bezczelne kłamstwa i statystyka   Welsh   2019-03-18
Wyprane kłamstwa   Ridley   2019-03-14
Czy islamska teologia i filozofia może wzbogacić etyczną debatę wokół CRISPR?   Coyne   2019-03-06
Kacze dzioby, Umwelt i a priori Kanta   Cobb   2019-03-04
Co kręci płaskoziemców   Novella   2019-03-02
Ślimaki nagoskrzelne mają kolczaste penisy jednorazowego użytku, którymi usuwają plemniki rywala ze swojej partnerki   Coyne   2019-03-01
Zrozumienie nowoczesnych horrorów afrykańskich zakorzenionych w handlu niewolnikami przez Ocean Indyjski   Clarfield   2019-02-28
Raport z sensacyjnym twierdzeniem o ”załamaniu klimatu” jest chwytliwy, ale nieprawdziwy   Lomborg   2019-02-27
Naukowiec analizuje dwa przykłady w nowej książce Behego; stwierdza, że są głęboko błędne   Coyne   2019-02-26
Triasowy mięsak, czyli praprzodkowie żółwi też chorowali na nowotwory   Łopatniuk   2019-02-16
Co nauka może powiedzieć pani Ocasio-Cortez o klimacie   Lomborg   2019-02-15
Kury produkujące leki   Novella   2019-02-14
Rak w raku i przerzut w przerzucie   Łopatniuk   2019-02-09
Prawo niezamierzonych konsekwencji   Novella   2019-02-07
Czy świat rzeczywiście staje się biedniejszy? Odpowiedź Stevena Pinkera   Coyne   2019-02-06
Maniok o wysokiej zawartości żelaza i cynku może poprawić odżywianie i zdrowie w Afryce Zachodniej     2019-02-05
Dalszy spadek zgonów z powodu raka   Novella   2019-02-04
Dokopywanie nauce przez dwóch naukowców i filozofa   Coyne   2019-02-01
Jacy naprawdę byli neandertalczycy?   Novella   2019-01-31
Żywność GM i zmiana opinii   Novella   2019-01-29
Wojny o Oświecenie: kilka refleksji o Enlightenment Now, w rok później   Pinker   2019-01-25
Dunning Kruger a opozycja wobec GMO   Novella   2019-01-23
Nasza pamięć cofa się   Nivella   2019-01-21
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

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

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



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


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