Евро-Азиатский институт образовательных технологий Eurasian Institute of educational technologies
Monday, 2021-03-01, 7:29 PM
Site menu
Section categories
Археология- Аrcheology
Ботаника- Вotany
География- Geography
Зоология- Zoology
История- Нistory
История науки- Нistory of science
Медицина- Мedicine
Образование- Education
Общая биология- General biology
Общество- Society
Палеонтология- Рaleontology
Право- Jurisprudence
Психология- Рsychology
Технологии- Technology
Физика- Physics
Химия- Сhemistry
Экология- Еcology
Экономика- Еconomy
Our poll
Оцените наш сайт/ Please rate our website
Total of answers: 1367
Statistics

Total online: 1
Guests: 1
Users: 0

10:44 AM
Виды-симбионты ускоренно эволюционируют ради сохранения партнерства Peaceful ant-plant partnerships lead to genomic arms races

Широко известно явление, при котором антагонистические отношения в мире природы стимулируют темп эволюции. Например, бактериям приходится срочно меняться, чтобы выработать устойчивость к антибиотикам. Ранее считалось, что симбиотические отношения, при которых два связанных вида получают пользу друг от друга, приводят к стабилизации генома, так как необходимости изменяться у этих видов нет. Новое исследование показало, что симбиотические отношение тоже подстегивают изменения в геноме.

 

Виды-симбионты ускоренно эволюционируют ради сохранения партнерства© Field Museum

Эволюционный биолог Корри Моро (Corrie Moreau) из Музея естественной истории имени Филда в Чикаго и ее аспирант Бенджамин Рубин (Benjamin Rubin) секвенировали геномы семи видов муравьев из рода Pseudomyrmex. Три из них выживают благодаря партнерству с растениями: одним из видов акаций, горцем сахалинским (Fallopia japonica) и деревом из рода Tachigali. Например, акация выделяет сладкий сок для питания муравьев Pseudomyrmex flavicornis и даже выращивают особые полые шипы, где размещаются муравьиные колонии. Муравьи же защищают дерево от травоядных животных. Четыре других вида муравьев не связаны с растениями. Три из них были близкородственные какому-то из трех мирмекофильных видов, а еще один эволюционно был чуть более далек от всех них.

Ученые сравнили геномы муравьев, связанных с растениями, с близкими и далекими родственниками, чтобы определить темп их эволюции. Они ожидали увидеть замедление этого темпа из-за симбиоза с растениями. Но результаты оказались противоположными. Геном каждого вида симбиотических муравьев развивался более быстрыми темпами, чем у родственных видов. Более того, ученые обнаружили, что изменения к всех трех видов симбиотических муравьев происходят в одних и тех же генах, влияющих на поведение насекомых. Корри Моро полагает, что эти изменения оказываются необходимы, чтобы партнерство муравья и дерева сохранялось, несмотря на возможные изменения внешних условий. Исследование Моро и Рубина опубликовано в журнале Nature Communications.

Аналогичные результаты недавно получил биолог из Копенгагенского университета Якобус Бумсма (Jacobus Boomsma), который изучал эволюцию геномов у муравьев, выращивающих в своих муравейниках съедобные грибы. Он тоже установил, что виды, связанные симбиозом с грибами, изменяются быстрее. В исследовании Франсуа Лутзони (François Lutzoni) из Университета Дьюка сходное явление обнаружено у лишайников, который представляют собой симбиотические организмы, состоящие из гриба и водоросли.

Источник: polit.ru

It’s well known that humans—and our antibiotics—are in an evolutionary arms race with the bacteria that make us sick. As fast as we rev up a strong defense, they change to evade those defenses, upping the ante for either our bodies or our drugs. This arms race has been called the Red Queen hypothesis after the Alice in Wonderland character who told Alice that in looking-glass land, she would have to run as fast as she could just to stay in the same place.

But what about friendly alliances—such as those between us and the beneficial microbes that naturally inhabit our guts and other tissues and help us digest food and stave off other infections? Researchers have often assumed that once such a mutualistic partnership arose, both sides would be stable gene-wise—they would have no need to keep evolving to match each other. A decade ago, this idea was dubbed the Red King hypothesis. But a new study in ants finds that even partners known to be engaged in mutually beneficial associations have rapidly evolving genomes, apparently to keep those partnerships intact.

To find out how quickly friendly partners evolve, Corrie Moreau, an evolutionary biologist at the Field Museum of Natural History in Chicago, Illinois, and her graduate student Benjamin Rubin sequenced the genomes of seven ant species. Three survive by partnering with just one plant: the acacia tree, the Japanese knotweed, or a tropical tree called Tachigali. In the case of the acacia, Pseudomyrmex flavicornis defends the tree from elephants and other grazers in return for a special acacia-produced sugar and the hollow spines in which it nests. The duo also sequenced the genomes of three nonspecialist species—each closely related to one of the specialists—and one very distantly related ant species. All seven were in the Pseudomyrmex genus.

Rubin, now at Princeton University, compared the genome of each mutualistic ant with that of its partner and the distant relative, using the three sequences to calculate a rate of evolution based on the number of DNA differences between the distant relative and the other ants. “What we expected to see was a slowdown in the rate of evolution in the mutualist,” Moreau says.

But the opposite proved true. The genome of each mutualistic ant was evolving at a faster rate than that of the most closely related generalist, Rubin and Moreau report today in Nature Communications. Moreover, they discovered that changes were occurring in the same genes in all three mutualistic ant species compared with their nonmutualistic counterparts. Those genes included ones that shape behavior and affect the brain—logical, because partnerships depend on specific nesting, eating, and defensive behaviors, Moreau says. “The two partners must constantly dance together.” And because other pressures—such as disease or drought—could easily derail that dance, each partner must evolve quickly to make up for any missed steps. “I predict we will see it in lots of obligate systems,” Moreau says.

The work of Jacobus Boomsma, an evolutionary biologist at the University of Copenhagen, supports that prediction. Boomsma, who was not involved in the new study, looks at fungus-growing ants who have evolved interdependency with their crop. His team recently found that the genomes of such ants are changing the fastest of any genomes for which comparative data exist. “It’s encouraging to see this paper confirming high rates of evolutionary change with ants engaged in mutualisms,” he says. And François Lutzoni, an evolutionary biologist at Duke University in Durham, North Carolina, sees similar fast evolution in lichens, another intermit partnership.

The only DNA changes that Moreau and her team find hard to explain are those in genes tied to aggressiveness. The mutualist ants tend to be much more aggressive than the generalists—so much so that they will jump off a branch to attack her and her colleagues. But she and Rubin didn’t find evidence of sped-up evolution in genes tied to aggressiveness.

For Marc-André Selosse, a microbial ecologist at the National Museum of Natural History in Paris, it makes sense that the Red Queen hypothesis applies to mutualistic relationships as well as parasitic ones. “The emergence of cheaters can transform some mutualists into parasites at any time,” he points out. “So, Red Queen runs for everyone.”



Источник: http://www.sciencemag.org/news/2016/08/peaceful-ant-plant-partnerships-lead-genomic-arms-races

Category: Общая биология- General biology | Added by: semen_ivanov_1985
Log In
Search
Calendar
«  August 2016  »
SuMoTuWeThFrSa
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031
Организации / Оrganizations
Полезные ссылки / Useful links