Mączliki: kradzież genów dodała im skrzydeł

Naukowcy pod kierownictwem Youjuna Zhanga z Chińskiej Akademii Nauk Rolniczych odkryli, że te natrętne szkodniki nabyły genów bakteryjnych, które pozwalają im przetwarzać azot z wielką wydajnością.

„Azot wprawia świat w ruch” – twierdzi biolog ewolucyjna Naomi Pierce z Harvard University. Zwierzęta wykorzystują aminokwasy zawierające azot do wytwarzania białek i DNA, ale w tych procesach powstają toksyczne produkty uboczne. Niektóre owady współpracują z bakteriami symbiotycznymi, które przetwarzają użyteczny azot z tych odpadów.

Z nowych badań wynika, że mączliki zrezygnowały z tego partnerstwa miliony lat temu, włączając do swojego własnego DNA dwa geny odpowiedzialne za recykling azotu pochodzące z bakterii. Ted Turlings, ekolog chemiczny ze szwajcarskiego l’Université de Neuchâtel, uważa, że wirusy wyspecjalizowane w przenoszeniu DNA prawdopodobnie przejęły te geny od bakterii i przypadkowo umieściły je w genomie owada. Proces ten zwany jest poziomym transferem genów.

Przywłaszczone geny pomagają teraz mączlikom przekształcać więcej aminokwasów w odpady, gdy mają za dużo azotu w organizmie, a następnie przetwarzać te odpady z powrotem w aminokwasy, gdy mają go za mało. Rośliny różnią się znacznie zawartością aminokwasów, a przejęte geny zdaniem badaczy pozwalają tym szkodnikom rozwijać się na wielu różnych roślinach.

Współpraca z bakteriami w celu recyklingu azotu byłaby dla owadów bardziej wymagająca energetycznie niż rezygnacja z pośredników i robienie tego samodzielnie. Pierce wyjaśnia, że i tak potrzeba dużo energii, aby związek nie przerodził się w pasożytnictwo: „Jeśli w twoim ciele żyje symbiont, musisz mieć sposoby, aby go kontrolować; w przeciwnym razie on zacznie kontrolować ciebie”.

Przeniesione geny są przydatną taktyką przetrwania mączlików, ale Turlings dodaje, że mogą być również ich piętą achillesową. Ponieważ te geny są charakterystyczne dla mączlików, strategia ich zwalczania, taka jak modyfikowanie roślin w celu zakłócenia działania genów tych owadów, nie zaszkodzi innym organizmom. „Jest to trafienie w cel tak bliskie ideału, jak tylko możliwe”.

„Okazuje się jednak, że na mączliki taka strategia nie działa, bowiem stwierdzono, że przejęły one także geny roślin, co pozwala im neutralizować roślinne toksyny obronne” – mówi Petra Bleeker z Universiteit van Amsterdam, która bada interakcje między roślinami a owadami. „Wygląda na to, że poziomy transfer genów nie jest rzadkością u owadów, ale mączliki są w tym mistrzami”.

Dziękujemy, że jesteś z nami. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża wyselekcjonowane badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.