التطور الحسي لذباب الفاكهة: نفحة من الأسرار الوراثية

ملخص: رسم الباحثون خريطة للتطور الحسي لذباب الفاكهة، وكشفوا كيف تسمح الاختلافات الجينية لهم بتكييف حاستي الشم والتذوق مع بيئات متنوعة.

ووجد الفريق أنه على الرغم من أن معظم الجينات تظل مستقرة عبر الأجيال، فقد تطور عدد كبير منها، مما أدى إلى تجارب شمية فريدة بين أنواع الذباب المختلفة.

لا تسلط هذه الدراسة الضوء فقط على دور تثبيت الانتقاء في الحفاظ على مستويات التعبير الجيني، ولكنها تكشف أيضًا عن التعبير الجيني المتحيز للذكور في اكتشاف الرائحة، مما يشير إلى مسارات تطورية خاصة بالجنس.

هذه النتائج لا تعمق فهمنا للتكيفات الحسية في ذباب الفاكهة فحسب، بل تسلط الضوء أيضًا على الآليات الأوسع لكيفية تطور النظام الحسي عبر الأنواع.

يسلط الضوء:

1. اكتشف الباحثون مزيجًا من الاختيار المستقر والتغيرات المهمة في التعبير الجيني في أنواع ذبابة الفاكهة، مما يشكل حاسة الشم لديهم.
2. حددت الدراسة التعبير الجيني المتحيز للذكور في الأرجل الأمامية لـ D. melanogaster، مما يشير إلى دور خاص في اكتشاف رائحة الذكور.
3. يقدم هذا البحث نظرة ثاقبة للديناميكيات التطورية للأنظمة الحسية، مع ما يترتب على ذلك من آثار لفهم الاختلافات بين الجنسين والإدراك الحسي في مجموعة واسعة من الكائنات الحية.

مصدر: جامعة كوين ماري في لندن

دراسة جديدة في الاتصالات الطبيعية يكشف العالم الخفي للتطور الحسي في ذباب الفاكهة. من خلال التنقيب في الجينات والخلايا الموجودة خلف أنوفها وألسنتها الحساسة، اكتشف الباحثون أسرارًا مدهشة حول كيفية تكيف هذه الحشرات الصغيرة بحواسها مع البيئات المختلفة.

يقول المؤلف الرئيسي للدراسة، الدكتور رومان أرجويلو، أستاذ المحاضرات في علم الوراثة وعلم الجينوم وبيولوجيا الخلية الأساسية: “تخيل عالمًا يكون فيه طعم ورائحة الخوخ الناضج مثل الخل المنعش بالنسبة لذبابة واحدة، ولكن مثل الصيف ينفجر في ذبابة أخرى”. ملكة. جامعة ماري في لندن. “تظهر دراستنا أن هذا ليس ممكنا فحسب، بل هو في الواقع شائع جدا.”

قام فريق البحث بتحليل أنماط التعبير الجيني في خمسة أنسجة رئيسية تستشعر الرائحة في ستة أنواع مختلفة من ذبابة الفاكهة. وقد سمح لهم هذا النهج العالمي بالتعمق أكثر من أي وقت مضى في الأسس الجزيئية للرائحة.

وكانت النتيجة المفاجئة هي انتشار “الانتقاء المستقر”، وهي القوة التي تحافظ على التعبير عن معظم الجينات بنفس المستويات من جيل إلى آخر. ومع ذلك، وفي هذا المحيط من الاستقرار، اكتشف الباحثون آلاف الجينات التي خضع تعبيرها لتغييرات كبيرة، مما شكل المناظر الطبيعية الشمية الفريدة لأنواع الذباب المختلفة.

يقول الدكتور أرجويلو: “إن الأمر يشبه العثور على جزر مخفية من التنوع داخل محيط شاسع من التشابه”. “تخبرنا هذه التغييرات في التعبير الجيني عن تطور روائح جديدة، وحساسيات جديدة، وحتى طرق جديدة لاستخدام الرائحة للتنقل في العالم.”

وتكشف الدراسة أيضًا عن اختلافات مثيرة للاهتمام بين الجنسين. في ذباب الفاكهة، كما هو الحال في العديد من الحيوانات الأخرى، غالبًا ما يرى الذكور والإناث العالم من خلال عدسات شمية مختلفة.

حدد الباحثون زيادة مفاجئة في التعبير الجيني المتحيز للذكور في الأرجل الأمامية لـ D. melanogaster، مما يشير إلى أن هذه الأطراف تلعب دورًا حاسمًا في اكتشاف الروائح الخاصة بالذكور.

يقول الدكتور أرجويلو: “تفتح هذه النتائج آفاقًا جديدة ومثيرة لفهم كيفية تطور الاختلافات بين الجنسين وكيفية تأثيرها على سلوك الحيوان”.

تمتد آثار الدراسة إلى ما هو أبعد من عالم الذباب الرائع. فهو يوفر رؤى قيمة حول المبادئ العامة لتطور الأنظمة الحسية، ويقدم أدلة لفهم كيفية إدراك الحيوانات الأخرى، بما في ذلك البشر، لبيئاتها الكيميائية.

حول هذه الأخبار البحثية في علم الوراثة وعلم الأعصاب التطوري

الكاتب: إليانا زولوتاريفا
مصدر: جامعة كوين ماري في لندن
اتصال: إليانا زولوتاريفا – جامعة كوين ماري في لندن
صورة: تُنسب الصورة إلى أخبار علم الأعصاب

البحث الأصلي: حرية الوصول.
“تطور الأنسجة والخلايا الحسية الكيميائية في ذبابة الفاكهة المتنوعة بيئيًا» بقلم رومان أرجويلو وآخرون. الاتصالات الطبيعية

خلاصة

تطور الأنسجة والخلايا الحسية الكيميائية في ذبابة الفاكهة المتنوعة بيئيًا

تظهر الأنسجة الحسية الكيميائية تباينًا كبيرًا بين الأنواع، لكن تطور التعبير الجيني وأنواع الخلايا التي تكمن وراء هذا التنوع لا يزال غير مفهوم بشكل جيد.

للإجابة على هذه الأسئلة، أجرينا تحليلات نصية لخمسة أنسجة حسية كيميائية من ستة ذبابة الفاكهة الأنواع ودمج النتائج مع مجموعات البيانات أحادية الخلية. في حين أن تحديد الاستقرار يشكل في المقام الأول النسخ الحسية الكيميائية، فقد طورت آلاف الجينات في كل نسيج اختلافات في التعبير.

الجينات التي تغير تعبيرها في نسيج واحد غالبًا ما تتغير في العديد من الأنسجة الأخرى، ولكن في أوقات مختلفة في الماضي ومن المرجح أن تكون خاصة بنوع الخلية أكثر من الجينات غير المتغيرة.

والجدير بالذكر أن الجينات المرتبطة بالحساسية الكيميائية خضعت لتغييرات واسعة النطاق في التعبير، مع العديد من المكاسب / الخسائر الخاصة بالأنواع، بما في ذلك أنماط التعبير الجديدة للمستقبلات الكيميائية. الاختلافات بين الجنسين منتشرة أيضًا، بما في ذلك د. ميلانوجاستر-فائض محدد في التعبير الذكري في الخلايا الحسية والعضلية في أرجله الأمامية.

توفر تحليلاتنا معًا رؤى جديدة لفهم التغيرات التطورية في الأنسجة الحسية الكيميائية على المستويين الجيني العالمي والفردي.