Chemia miłości u owocówek

Parzące się drozofile / T. Chapman in PLoS Biology 6(7): e179 (29 Jul 2008)
Parzące się drozofile / T. Chapman in PLoS Biology 6(7): e179 (29 Jul 2008)
U wiele rozmnażających się płciowo gatunków zwierząt występuje bardzo skomplikowany proces selekcji płciowej. Czy jest to pawi ogon, czy słowiczy śpiew, pewne zachowania zwierząt są warunkowany właśnie przez dobór płciowy. Istnieje jednak znacznie potężniejszy czynnik decydujący o wyborze właściwego partnera: ważna jest dobra chemia!
Powszechnie u zwierząt produkowane są feromony: hormony wydzielane z organizmu pełniące funkcje informacyjne. Mogą one pełnić funkcje alarmowe lub odstraszające. Mogą pomagać w oznaczaniu terytorium. Mogą pomóc w określeniu pozycji zwierzęcia w hierarchii społecznej. Wreszcie mogą też pełnić rolę seksualnego wabika – feromony płciowe odgrywają niezwykle ważną rolę w doborze partnera, a także w samym akcie płciowym. Nie dowiedziono ponad wszelką wątpliwość produkowania feromonów przez ludzi, jednak prowadzono całkiem sporo badań w tym kierunku i ich obecność jest co najmniej przyzwoicie udokumentowaną hipotezą.
Uważa się, że ewolucyjne zmiany w produkcji związków chemicznych wchodzących w skład feromonów płciowych przyczyniają się do specjacji (powstawania nowych gatunków). W opublikowanej niedawno w PLoS Biology pracy badacze z University of Wisconsin podjęli ten temat na przykładzie Drosophila melanogaster.
Feromony płciowe muszki owocówki (D. melanogaster) to głównie pochodne kwasów tłuszczowych występujące na oskórku owada. Układ i ilość wiązań nienasyconych w tych związkach jest bardzo różny u różnych gatunków muchówek – u owocówki jest ich zazwyczaj dwa. U drozofili synteza dienów (związków zawierających dwa wiązania nienasycone) zależy po części od produktu genu desatF, białka będącego desaturazą (enzymem katalizującym tworzenie wiązań nienasyconych) katalizującego powstawanie drugiego z wiązań nienasyconych w feromonach płciowych tego owada. Białko to ulega płciowo-selektywnej ekspresji: jest produkowane tylko u samic. utrata aktywności genu desatF prowadzi do spadku ilości dienów na oskórku samicy owocówki, a w konsekwencji do spadku atrakcyjności samicy w czasie zalotów.
Naukowcy z Wisconsin wykazali, że w obrębie rodzaju Drosophila gen desatF przeszedł niesamowitą ilość zmian ewolucyjnych, wliczając w to dezaktywację tego genu (na sześć różnych sposobów), trzykrotną blokadę ekspresji, jednak bez delecji genu, oraz dwukrotnie – zmiany w specyficzności płciowej. Zwłaszcza to ostatnie zjawisko przykuwa szczególną uwagę, bo wskazuje w jaki sposób może dochodzić do ewolucji cech płciowych i ogólnie – do powstawania w naturze dymorfizmu płciowego. Badacze amerykańscy wykazali, że u owocówki te przejścia między formą, przy której jedynie samice posiadają gen desatF czynny, a formą, przy której gen jest aktywny zarówno u samic jak i samców, związane są ze zmianami aktywności czynnika transkrypcji o wiele mówiącej nazwie doublesex.
Częste zmiany w ekspresji enzymów produkujących feromony płciowe wpływają na zmiany w komunikacji między płciami na poziomie molekularnym (czyt. na zmiany w sygnałach chemicznych). W rezultacie zmieniają się warunki, na których prowadzony jest między owocówkami dobór płciowy, a to może wspomagać intensywną specjację drozofili.

U wiele rozmnażających się płciowo gatunków zwierząt występuje bardzo skomplikowany proces selekcji płciowej. Czy jest to pawi ogon, czy słowiczy śpiew, pewne zachowania zwierząt są warunkowane właśnie przez dobór płciowy. Istnieje jednak znacznie potężniejszy czynnik decydujący o wyborze właściwego partnera: ważna jest dobra chemia!

Powszechnie u zwierząt produkowane są feromony: hormony wydzielane z organizmu pełniące funkcje informacyjne. Mogą one pełnić funkcje alarmowe lub odstraszające. Mogą pomagać w oznaczaniu terytorium. Mogą pomóc w określeniu pozycji zwierzęcia w hierarchii społecznej. Wreszcie mogą też pełnić rolę seksualnego wabika – feromony płciowe odgrywają niezwykle ważną rolę w doborze partnera, a także w samym akcie płciowym. Nie dowiedziono ponad wszelką wątpliwość produkowania feromonów przez ludzi, jednak prowadzono całkiem sporo badań w tym kierunku i ich obecność jest co najmniej przyzwoicie udokumentowaną hipotezą.

Uważa się, że ewolucyjne zmiany w produkcji związków chemicznych wchodzących w skład feromonów płciowych mogą przyczyniać się do specjacji (powstawania nowych gatunków). W opublikowanej niedawno w PLoS Biology pracy badacze z University of Wisconsin podjęli ten temat na przykładzie Drosophila melanogaster.

Feromony płciowe muszki owocówki (D. melanogaster) to głównie pochodne kwasów tłuszczowych występujące na oskórku owada. Układ i ilość wiązań nienasyconych w tych związkach jest bardzo różny u różnych gatunków muchówek – u owocówki jest ich zazwyczaj dwa. U drozofili synteza dienów (związków zawierających dwa wiązania nienasycone) zależy po części od produktu genu desatF, białka będącego desaturazą (enzymem katalizującym tworzenie wiązań nienasyconych) katalizującego powstawanie drugiego z wiązań nienasyconych w feromonach płciowych tego owada. Białko to ulega płciowo-selektywnej ekspresji: jest produkowane tylko u samic. Utrata aktywności genu desatF prowadzi do spadku ilości dienów na oskórku samicy owocówki, a w konsekwencji do spadku atrakcyjności samicy w czasie zalotów.

Naukowcy z Wisconsin wykazali, że w obrębie rodzaju Drosophila gen desatF przeszedł niesamowitą ilość zmian ewolucyjnych, wliczając w to dezaktywację tego genu (na sześć różnych sposobów), trzykrotną blokadę ekspresji, jednak bez delecji genu, oraz dwukrotnie – zmiany w specyficzności płciowej. Zwłaszcza to ostatnie zjawisko przykuwa szczególną uwagę, bo wskazuje, w jaki sposób może dochodzić do ewolucji cech płciowych i ogólnie – do powstawania w naturze dymorfizmu płciowego. Badacze amerykańscy wykazali, że u owocówki te przejścia między formą, przy której jedynie samice posiadają gen desatF czynny, a formą, przy której gen jest aktywny zarówno u samic jak i samców, związane są ze zmianami aktywności czynnika transkrypcji o wiele mówiącej nazwie doublesex.

Częste zmiany w ekspresji enzymów produkujących feromony płciowe wpływają na zmiany w komunikacji między płciami na poziomie molekularnym (czyt. na zmiany w sygnałach chemicznych). W rezultacie zmieniają się warunki, na których prowadzony jest między owocówkami dobór płciowy, a to może wspomagać intensywną specjację drozofili.

Innymi słowy – jeśli chemia Ci nie sprzyja, ewolucja Ci pomoże. Zawsze zachwycał mnie ten synergizm nauk…

„Rapid Evolution of Sex Pheromone-Producing Enzyme Expression in Drosophila„, Troy R. Shirangi, Heloise D. Dufour1, Thomas M. Williams, Sean B. Carroll, PLoS Biology 7(8): e1000168;  DOI:10.1371/journal.pbio.1000168 (4 Aug 2009)

Add to FacebookAdd to DiggAdd to Del.icio.usAdd to StumbleuponAdd to RedditAdd to BlinklistAdd to TwitterAdd to TechnoratiAdd to FurlAdd to Newsvine

Advertisements

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s