基因組研究昆蟲進化關(guān)系辨別氣味的能力
一項新的研究顯示,所有昆蟲都使用專門的有氣味的受體,以便發(fā)現(xiàn)和追求配偶,識別敵人,找到食物,不幸的是,人類散布疾病。這讓休息最近的假設(shè),只有一些昆蟲進化辨別氣味的能力作為一個適應(yīng)飛行,研究人員說。
“我們現(xiàn)在知道,氣味檢測昆蟲進化的出現(xiàn)在剛開始的時候,它可能是一個定義的特征昆蟲表示:“隨著他們成了陸地,伊利諾伊大學(xué)昆蟲學(xué)教授休•羅伯遜帶領(lǐng)新的研究與菲利普品牌和布萊恩·r·約翰遜的加州大學(xué)戴維斯。“我們發(fā)現(xiàn)odorant-receptor基因在我們每觀察昆蟲,其中包括一些不飛。我們沒有發(fā)現(xiàn)這些基因在其他節(jié)肢動物,然而,包括其他昆蟲有六條腿。”
雖然有氣味的受體存在于幾乎所有的陸地動物和一些甲殼類和軟體動物,組間差異很多,羅伯遜說。
“在昆蟲,有氣味的受體是最簡單的那種,你可以想象,”他說。這些蛋白質(zhì)是嵌入在神經(jīng)元的細胞膜和向外擴展與化學(xué)物質(zhì)在細胞外環(huán)境中進行交互。“當(dāng)他們化學(xué)相結(jié)合,改變形狀,打開一個離子孔隙和改變神經(jīng)元的極性,”他說。
昆蟲通常有數(shù)百個人有氣味的受體,每一個都感覺一種特殊的化學(xué)物質(zhì),羅伯森說。在幾乎所有情況下,受體和單個coreceptor親密合作,一種蛋白質(zhì)被稱為Orco。
羅伯遜花了他職業(yè)生涯的大部分研究昆蟲化學(xué)感受,利用基因技術(shù)來識別受體和coreceptor基因。
從味覺受體有氣味的受體是不同的,這使得幾乎所有的動物來檢測化學(xué)物質(zhì)在水環(huán)境中,羅伯森說。當(dāng)脊椎動物和無脊椎動物開始在陸地上發(fā)現(xiàn)新的商機,一些進化的能力也檢測空氣中的化學(xué)物質(zhì)。
“有氣味的受體從味覺受體,”羅伯森說。但是為什么當(dāng)他們在昆蟲演化一直是爭論的話題。2003年他假設(shè)有氣味的受體是所有昆蟲的特性。
但在最近的一項研究中,科學(xué)家們沒有找到odorant-receptor蛋白質(zhì)在兩組不會飛的昆蟲。這使他們暗示,有氣味的受體發(fā)生只有在昆蟲進化為適應(yīng)飛行。
這項新研究重新審視這些不會飛的昆蟲、小動物稱為firebrats和跳蛀蟲。而不是尋找odorant-receptor蛋白質(zhì)在這些生物,團隊在他們的基因組和基因組的其他六條腿的陸地受體基因代碼bug和coreceptors。
研究人員發(fā)現(xiàn)大量的無翼firebrat odorant-receptor基因和跳蛀蟲,但不是在六條腿的蟲子沒有昆蟲的基因組。
“毫不含糊,我們有一個全面的odorant-receptor家庭無翅昆蟲,”羅伯森說。”,駁斥了這一說法,整個系統(tǒng)進化出飛行。“很明顯,有氣味的受體進化之前,沒有一個適應(yīng)飛翔的翅膀,”他說。”的演變有氣味的受體必須適應(yīng)其他的事情,最明顯的是terrestriality。”
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