Nuwe studie toon evolusionêre uiteensetting van 'sosiale' chromosome in miere

Die chromosoom, die eerste keer ontdek deur navorsers by die Universiteit in 2013, beheer of die vuur mier kolonie het óf een koningin of veelvuldige koninginne. Met hierdie twee verskillende vorme van sosiale organisasie beteken die spesies kan maklik aan te pas by verskillende omgewings en het daartoe gelei dat hulle besig om 'n hoogs indringende plaag oor die hele wêreld, bly tot hul Latynse naam Solenopsis Invicta, wat beteken "die onoorwinlike."

Vir die nuwe studie, gepubliseer in eLife, die ondersoek span uitgevoer gedetailleerde ontleding van die aktiwiteitsvlakke van al die gene binne die sosiale chromosome vir die eerste keer om te verstaan ​​hoe dit werk en sy evolusie. Hulle het bevind dat die skade aan mutasies is masse in een weergawe van die sosiale chromosome, wat veroorsaak dat dit te ontaard. Die bevindinge het ook getoon dat die meeste van die onlangse evolusie van hierdie chromosome spruit uit pogings om te vergoed vir hierdie skadelike mutasies.

Natuurlike seleksie is die belangrikste evolusionêre meganisme wat help om te optimaliseer gene oor geslagte maar gewoonlik is dit kan nie gelyktydig gene te optimaliseer vir twee verskillende tipes van sosiale organisasie binne 'n spesie.

Om hierdie evolusionêre konflik te bowe te kom, sosiale chromosome groep saam gene aangepas is vir elke tipe van sosiale vorm. Die resultate van die nuwe studie toon dat hierdie oplossing verhoed dat die verwydering van skadelike mutasies van die genoom en as gevolg daarvan, hierdie mutasies ophoop met verloop van tyd en begin om die lot van die stelsel oorheers.

Die sosiale chromosome in vuur miere is 'n seldsame voorbeeld van 'n direkte verband tussen gene en sosiale gedrag. Hulle werk in 'n soortgelyke manier om die X en Y chromosome in die mens, wat seks te bepaal.

Hierdie ontdekking het wyer ekologiese en mediese implikasies omdat genomiese strukture soortgelyk aan sosiale en geslagschromosome kan nie net help spesies aan te pas by veranderende omgewings maar ook onderliggend siektes soos kanker.

Dr. Martínez-Ruiz, hoofskrywer van die studie van Queen Mary Universiteit van Londen, het gesê: ". Ons resultate dui daarop dat die aanvanklike voordeel van die natuur die kombinasie van gene in 'n sosiale chromosoom het 'n koste Een miljoen jaar later, is die meeste van die verskille wat ons sien tussen sosiale chromosome is te danke aan die opeenhoping van negatiewe mutasies. "

"Ons sien ook dat die res van die genoom aanpas baie vinnig in reaksie op negatiewe mutasies," het dr Wurm, Reader in Bioinformatika bygevoeg by Queen Mary en senior outeur van die studie. "Dit is hoe evolusie werk, deur die toevoeging van kolle aan onvolmaakte oplossings, eerder as deur die vind van die mees doeltreffende oplossing."

"Ten spyte van die agteruitgang van die sosiale chromosome, die vuur miere is onwaarskynlik dat hulle verloor binnekort. Dit sou nog 'n groot chromosomale verschoven vereis, sulke gebeurtenisse is skaars en gewoonlik dodelik," het dr Wurm voort. "Maar oor 'n lang evolusionêre tydskale, enigiets is moontlik. Die meeste van die 20.000 spesies van miere óf net enkel-koningin kolonies of net meervoudige koningin kolonies. Ons is nou besig om te verstaan ​​of sosiale chromosome word benodig vir veranderinge in sosiale organisasie. "

Die studie bou voort op vroeëre navorsing deur die skrywers op die evolusie van sosiale chromosome. Hulle het voorheen geïdentifiseer verskille in gene vir chemiese kommunikasie wat verantwoordelik is vir die wis koninginne kan wees, het getoon dat een sosiale chromosome verdubbel in grootte, en dat hierdie sosiale chromosoom het nie genetiese diversiteit.

bron: Queen Mary University of London. "New study shows evolutionary breakdown of 'social' chromosome in ants." ScienceDaily. ScienceDaily, 25 August 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/08/200825110742.htm>.