Skupna zbirka genetskih orodij oblikuje rogove pri skarabejih: hrošči nosorogov in gnojni hrošči uporabljajo iste gene za oblikovanje svojih dovršenih rogov

Skupna zbirka genetskih orodij oblikuje rogove pri skarabejih: hrošči nosorogov in gnojni hrošči uporabljajo iste gene za oblikovanje svojih dovršenih rogov
Skupna zbirka genetskih orodij oblikuje rogove pri skarabejih: hrošči nosorogov in gnojni hrošči uporabljajo iste gene za oblikovanje svojih dovršenih rogov
Anonim

Rogovi so se večkrat neodvisno razvili pri hrošču skarabeju, vendar so oddaljene sorodne vrste uporabile isti genetski orodij za rast teh vidnih struktur, v skladu s študijo, objavljeno 4. oktobra 2018 v reviji z odprtim dostopom PLOS Genetics. avtor Teruyuki Niimi z Nacionalnega inštituta za osnovno biologijo v Okazakiju na Japonskem in sodelavci.

Obstaja več kot 35.000 vrst skarabejevih hroščev (Scarabaeidae), številnim skarabejem pa rastejo rogovi na glavi in/ali zgornjem delu telesa. Rogovi veljajo za samostojno sevanje pri hroščkih nosorogih in njihovih daljnih sorodnikih gnojnih hroščev. Hrošči nosorogov vključujejo nekatere največje vrste žuželk na zemlji, kot sta slavni hrošči Atlas in Hercules. Da bi raziskali genetske mehanizme, ki nadzorujejo razvoj rogov v teh oddaljenih skupinah, je ekipa preučila gensko ekspresijo in delovanje v zgodnjih celicah rogov pri razvijajočih se ličinkah japonskega hrošča nosoroga (Trypoxylus dichotomus) in to primerjala z objavljenimi podatki za gnojne hrošče.

Iz analize visoko zmogljivega zaporedja so identificirali 49 genov, ki kažejo na možno vpletenost v razvoj rogov hrošča nosoroga, in uporabili interferenco RNA za deaktivacijo vsakega gena, da bi izmerili učinek na velikost in obliko rogov odraslih. Enajst genov, izraženih med razvojem ličink, je pokazalo merljive učinke na tvorbo rogov pri hrošču nosorogu. Ugotovili so, da teh enajst genov vključuje gene za vzorčenje glave in dodatkov, ista kategorija genov pa je bila povezana tudi z razvojem rogov pri gnojnih hroščih. Rezultati kažejo, da (1) rogovi razvojno izhajajo iz podobnih predelov glave in da (2) je bil isti niz genov prednikov večkrat kooptiran v izrazito nastalih rogovih med nosorogi in gnojnimi hrošči. Ta študija razkriva globoke vzporednice v razvoju med neodvisno razvitimi rogovi, vendar je možno tudi, da je imel prednik družine Scarabaeidae rogove, ki so se pozneje izgubili v evoluciji večine sodobnih hroščev skarabeja. Za pojasnitev, ali rogovi izvirajo enkrat ali večkrat, je potrebno širše vzorčenje taksonov, in ta študija zagotavlja obetaven način za odkrivanje genov za nastanek rogov pri vrsti.

Popularna tema