
生活在寄生黄蜂内的细菌消除了人群中的所有雄性黄蜂。现在,科学家发现了他们这样做的一种方式。
很久以前,细菌从其他昆虫借用了性别确定的基因,现在用它们来驱动几乎所有雄性卵女性的蛋白质。基因组生物学成立。
“当我们第一次在细菌基因组中确定这个女性因子时,我们真的很兴奋:这种蛋白质解释了细菌如何确保所有雌性黄蜂的许多方面。”阿米莉亚·林赛(Amelia Lindsey)明尼苏达大学的昆虫学家在一封电子邮件中告诉现场科学。
细菌,沃尔巴奇,生活在昆虫的细胞内,只能通过雌性卵直接从父母传播到后代,而不是通过精子传播。因此,它们受益于大多数女性人口。科学家发现沃尔巴奇生活在昆虫组织中100年前,发现他们能够扭曲昆虫的性别比30年前,他们直到现在才开始了解细菌如何操纵昆虫宿主以促进传播。
这种操纵可能会带来巨大的后果。例如,当萨摩亚的研究人员查看被感染的人群Hypolinas Bolina他们发现蝴蝶每个男性100名女性,这要归功于这位微观搭便车。
多年来,科学家发现沃尔巴奇依靠大量技巧来提高女性在人口中的比率,包括杀死男性胚胎和防止未携带的卵的发展沃尔巴奇,并使遗传雄性发展为女性特征。
“微生物已经发展出高度复杂的机制来操纵宿主,”Hiroshi Arai,研究英国利物浦大学的昆虫进化,但没有直接参与研究,在电子邮件中告诉现场科学。
但是,关键方法之一沃尔巴奇确保全女性人口是通过操纵宿主繁殖来仅产生女性后代而无需男性施肥的人。
不同性别的黄蜂带有不同数量的染色体。雄性只有一组染色体,因此,每个基因的一个副本。它们是由未施用的鸡蛋发展出来的。同时,女性有两个副本的每个基因,并从受精卵中发育。
通常在繁殖过程中,染色体重复,然后分成单独的细胞,使子细胞的染色体数量是父细胞的一半。使用科学家仍然不完全理解的机制,沃尔巴奇某种程度上阻止了最后一步,导致女性从未施肥的卵中发育而成,否则这些卵本来会发展成为男性。结果,所有黄蜂都会携带并将细菌传递到其后代。
“沃尔巴奇少于操纵宿主的性别决定,而是成为其中不可或缺的一部分,”Tobias Engl德国Max Planck化学生物学研究所的昆虫共生项目负责人告诉Live Science。 Engl并未参与这两项研究。
但是到底是什么沃尔巴奇强迫性决定仍然是一个谜。
新研究回答了该问题的一部分。
第二项研究,于6月发表在《期刊》上当前的生物学发现隐藏在DNA中沃尔巴奇是一个似乎起源于昆虫而不是细菌的基因。该基因编码似乎在性别决定中起着关键作用的蛋白质。
Lindsey告诉Live Science:“很高兴看到Luan博士和矿山的作品融合了由女性发展为昆虫的相同蛋白质。”
两项研究都发现,这些基因中的两个制造的蛋白质与其他昆虫中发现的性别测定基因非常相似。
这表明基因沃尔巴奇消除雄性的用途是从另一种昆虫中借来的,其进化史深处被感染。
沃尔巴奇已经用于减少数字携带疟疾,登革热和寨卡病毒等疾病的昆虫。还有寄生的黄蜂,Encarsia formosa,用于消除粉虱,一种农业害虫。对如何了解如何了解的研究沃尔巴奇Arai告诉Live Science,控制昆虫种群可以进一步改善这些项目的发展。