Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà nghiên cứu đã làm sáng tỏ vai trò quan trọng mà các gen vi sinh vật, giống như các gen từ virus, có thể đóng vai trò trong sự tiến hóa của côn trùng và động vật.
Nhiều đặc điểm của sinh vật bị ảnh hưởng bởi tín hiệu từ môi trường của sinh vật. Những đặc điểm này được gọi là đặc điểm nhựa kiểu hình và rất quan trọng trong việc cho phép một sinh vật đối phó với môi trường không thể đoán trước.
Nhưng các cơ chế di truyền ẩn dưới những đặc điểm này là gì?
Jennifer Brisson, phó giáo sư sinh học tại Đại học Rochester, và là cựu sinh viên sau tiến sĩ của cô, Benjamin Parker, hiện là trợ lý giáo sư vi sinh tại Đại học Tennessee, lần đầu tiên nghiên cứu các đặc điểm về kiểu hình của nhựa trong rệp đậu và phát hiện ra gen. ảnh hưởng đến việc rệp vừng sinh ra những con không có cánh hoặc có cánh để đáp ứng với môi trường của chúng. Trong một bài báo mới trên tạp chí Current Biology , các nhà nghiên cứu đã làm sáng tỏ cách thức các đặc điểm kiểu hình phát triển và giải quyết các câu hỏi quan trọng về sự tiến hóa của các đặc điểm nhạy cảm với môi trường.
Rệp đậu là loài côn trùng sinh sản nhanh và thường sinh ra những con không có cánh. Như nhiều người làm vườn biết, rệp vừng có thể nhanh chóng áp đảo và giết chết cây chủ mà chúng sống và kiếm ăn. Khi một môi trường trở nên quá đông đúc với các loài rệp khác, con cái bắt đầu sinh ra những con cái có cánh, thay vì những con không có cánh điển hình. Những con non có cánh sau đó có thể bay tới và xâm chiếm những cây mới, ít đông đúc hơn.
“Rệp vừng đã thực hiện thủ thuật này trong hàng triệu năm”, Brisson nói. “Nhưng một số loài rệp nhạy cảm với sự đông đúc hơn những loài khác. Tìm hiểu tại sao chìa khóa để hiểu cách ví dụ trong sách giáo khoa về tính dẻo kiểu hình này.”
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng các kỹ thuật từ di truyền học tiến hóa và sinh học phân tử để xác định các gen xác định mức độ mà rệp phản ứng với sự đông đúc. Đáng ngạc nhiên, các gen mà họ phát hiện ra là từ một loại virus sau đó được đưa vào bộ gen của rệp. Virus này, xuất phát từ một nhóm virus côn trùng có tên là densovirus, khiến vật chủ của nó sinh ra con cái có cánh. Các nhà nghiên cứu tin rằng virus làm điều này để tạo điều kiện cho sự phát tán của chính nó. Như Brisson và Parker đã tìm thấy, gen từ virut vẫn giữ nguyên chức năng tạo ra con cái có cánh ngay cả sau khi nó được chuyển và đưa vào bộ gen của rệp.
“Đây là một vai trò mới đối với các gen virut được bộ gen đồng chọn cho các mục đích khác, như điều chỉnh kiểu hình dẻo”, Parker nói. “Các gen vi sinh vật có thể trở thành hợp nhất vào bộ gen của động vật và quá trình này rất quan trọng đối với sự tiến hóa.”
Hầu hết các DNA được chuyển ngang – DNA được di truyền từ các sinh vật khác, như virus – không được biểu hiện bởi các vật chủ của nó vì nó nhanh chóng bị bất hoạt hoặc bị loại bỏ. Tuy nhiên, có những ví dụ ở hầu hết các sinh vật – thậm chí cả con người – nơi bộ gen đồng hợp các gen về sau; ở người, ví dụ, gen tạo ra một màng giữa nhau thai và thai nhi đã được chọn lọc từ một retrovirus.
Brisson và Parker đã tìm thấy một trường hợp rõ ràng trong đó các gen từ bên ngoài một sinh vật được chọn lọc bởi bộ gen của sinh vật để sửa đổi sức mạnh của phản ứng dẻo đối với các tín hiệu môi trường. Do đó, các gen vi sinh vật như những người từ virus có thể đóng một vai trò quan trọng trong sự tiến hóa của côn trùng và động vật, Brisson nói. “Ngay cả trong những đặc điểm cổ xưa như nghiên cứu ở đây, các gen mới có thể bắt đầu đóng vai trò trong việc hình thành các tính trạng dẻo và có thể giúp các sinh vật đối phó với một thế giới không thể đoán trước.”
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Rochester . Bản gốc được viết bởi Lindsey Valich. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :