Kutatási Hírek

Előnyei Szexuális Szaporodás Hazugság Elleni Védekezés Paraziták

Indiana Egyetem végzős diák leírja, kutatás, tanulás populációk Új-Zéland édesvízi csigák, hogy reprodukálni vagy szexuálisan vagy ivartalanul, hogy meghatározza, ha a szexuális felvilágosítás kínál előnyöket a parazita-gazdag környezetben

Kontárkodik kacsák takarmánytermő a sekély régió Tó Alexandrina, Új-Zéland.,

  • hitel és nagyobb verzió
  • további multimédia megtekintése

2009.október 28.

Darwin ideje óta a biológusok megpróbálták megérteni a szexuális reprodukció előnyeit. Ez nem triviális, mert a szexnek egyértelmű hátrányai vannak.

a Szexuális organizmusoktól eltérően az aszexuálisoknak nincs szükségük partnerre a szaporodáshoz, képesek klónosan szaporodni, és kétszer annyi nőstény utódot tudnak termelni., Ha nem lennének előnyei a szexnek, és ha mind a Szexuális, mind az aszexuális egyének versenyeznének az erőforrásokért, az aszexuálisok csak néhány generáció alatt átvennék az irányítást.

ennek ellenére a legtöbb eukarióta szervezet szexuálisan szaporodik, a nagy rejtély az, hogy vegyes szexuális-aszexuális populációk fordulnak elő a természetben.

több mint 20 éve kutatja ezt a rejtélyt a tanácsadóm, Curtis Lively az Indiana Egyetemen, valamint diákjai és kollégái. Laboratóriumunk támogatást talált egy hipotézishez, miszerint a szex előnyös a parazitákban gazdag környezetben.,

A Vörös Királynő hipotézise

A Vörös Királynő hipotézis azt javasolja, hogy a virulens paraziták alkalmazkodjanak a genetikailag gyakori gazdaszervezetek megfertőzéséhez, megakadályozva, hogy az aszexuálisok túl bőségesek legyenek (a közös rossz). A szex genetikailag egyedi egyedeket termel, amelyek elkerülhetik a fertőzést (a ritka jó), így a természetes szelekció kedvez.

a hipotézist Lewis Carroll “Through the Looking Glass”című művének egy részletéről nevezték el. A Vörös Királynő és Alice dombokon és völgyeken futnak át, de mindig ugyanazon a helyen maradnak., Hasonlóképpen, a hipotézis szerint a populáció genetikai változása szükséges a status quo fenntartásához. Az aszexuális gazdaszervezetek gyakorisága növekszik (dombok) és csökken (völgyek) a parazita alkalmazkodásra adott válaszként, míg a Szexuális gazdaszervezetek elkerülhetik ezeket a koevolúciós hullámvölgyeket.

végső soron ezek a generációk közötti dinamikák megakadályozzák az aszexuális átvételt, és fenntartják az aszexuálisok és a szexuálisok együttélését.,

a helyi paraziták adaptációja

A Potamopyrgus antipodarum egy új-zélandi édesvízi csiga, amely szexuálisan vagy klónosan reprodukálódik, és élettartama alatt nem vált át üzemmódot. Populációként a csigák lehetnek aszexuálisak vagy aszexuális és szexuális egyének keverékei.

1987-ben, miközben összehasonlította a vegyes csigapopulációkat teljesen aszexuális populációkkal, Lively úgy találta, hogy az előbbieket egy sterilizáló féreg parazita fertőzte meg., Ez volt az első utalás arra, hogy a csigapopulációban a parazitafertőzések magas aránya elősegíti a szexuális és aszexuális populációk együttélését.

azóta számos kísérlet kimutatta, hogy ezek a paraziták jobban képesek megfertőzni a csigákat ugyanabból a tóból, mint a különböző tavakból. Ez arra utal, hogy a paraziták csak a helyi vegyes populációban képesek jobban megfertőzni a csigákat, ami a Vörös Királynő hipotézisének előrejelzése.,

az élősködők adaptációja és a csigák szexuális szaporodása közötti összefüggés arra késztette Livelyt, munkatársainkat, Lynda Delpht és Jukka Jokelát, hogy egy ilyen mintát vizsgáljunk az Új-zélandi Alexandrina és Kaniere tavakon belül.

minden tóban gyakoriak a Szexuális csigák és paraziták a sekély vízben, a mély élőhelyeket (több mint négy méter mélységet) pedig a nem fertőzött aszexuálisok uralják. Feltételeztük, hogy a szexuális életnek előnye van az asexuálisokkal szemben a sekély vízben, a paraziták koevolválása miatt, de nem abban a mélységben, ahol a paraziták hiányoznak.,

alternatív magyarázat azonban az, hogy a sekély vízi csigák általában érzékenyek. Meg kellett állapítanunk, hogy a sekély vízi csigák kifejezetten a helyi, azonos tavi parazitákra vagy minden parazitára érzékenyek-e, helytől függetlenül. A Vörös Királynő megjósolja az előbbit, mert a helyi parazitáknak a legjobb lehetőségük lenne a csigákkal való együttélésre.

a paraziták bőségesek a sekély vízben a kacsák takarmányozási viselkedése miatt., A parazita lárvákat kacsáknak kell elfogyasztaniuk a paraziták életciklusának befejezéséhez (a kacsák véletlenül megeszik a fertőzött csigákat). A kacsák nem táplálkoznak mély élőhelyeken, így a paraziták csak sekély élőhelyeken tudják befejezni életciklusukat. Úgy tűnik, a sekélyben nagyobb a választék a csigákból és parazitákból, mivel a mélyben a csigák és paraziták ritkán találkoznak egymással.

kísérleti tervünk egyszerű volt: vegyünk sekély és mélytengeri csigákat, és tegyük ki őket ugyanazon tavakból és különböző tavakból begyűjtött parazitáknak. Két érdekes eredményt találtunk.,

először is, a sekély vizű csigákat inkább az azonos tavi paraziták fertőzték meg, mint a mélytengeri csigák, ami arra utal, hogy a paraziták csak a sekély élőhelyeken élő csigákkal együtt élnek. A mélytengeri csigák nem vesznek részt a koevolúciós kölcsönhatásokban, mindössze méterre.

másodszor, sem a sekély, sem a mélyvízi csigák nem voltak érzékenyek a különböző Tóparti parazitákra. Ezért csak a helyi (azaz koevolving) paraziták, nem pedig a paraziták bárhonnan megfertőzhetik a sekély csigákat.,

a közös rossz, a ritka jó

kísérletünkből támogattuk a Vörös Királynő hipotézist, és megmutattuk annak alkalmazását a kis térbeli skálákra a természetben. Megmutattuk, hogy a paraziták alkalmazkodnak a csigapopulációkhoz, ahol a szexuális és az aszexuálisok együtt élnek a sekély vízben.

egy kapcsolódó tanulmányban Lively és Jokela bebizonyította, hogy mivel a paraziták alkalmazkodnak az aszexuális csigák fertőzéséhez a sekély vízben, valóban támogatják a szexet, amint azt a Vörös Királynő hipotézise megjósolta. A genetikailag gyakori és parazitákkal erősen fertőzött csigák ritkák voltak., A genetikailag ritka és korábban parazitákkal szemben ellenálló csigák elterjedtek és fertőzöttek lettek. Egész idő alatt a Szexuális csigák megmaradtak a sekély vízben. Ez volt az első alkalom, hogy valaki bizonyította, hogy a Red Queen dynamics fenntartja a szexuális reprodukciót.

a szexuális reprodukció költségei ellenére úgy tűnik, hogy parazitákkal szemben alkalmazzák. A Szexuális szervezetek genetikailag ritkák, következésképpen a paraziták nem tudnak alkalmazkodni hozzájuk., Az Új-zélandi csigák bizonyítékai azt mutatják, hogy a parazita adaptációja a közös aszexuális egyének megfertőzésére megakadályozza az aszexuálisokat abban, hogy kiküszöböljék a szexuálisokat a populációból.

további kutatások más organizmusokban, mindkét reprodukciós móddal, nagyban javítanák a szex előnyeinek megértését, valamint az aszexuális-szexuális együttélés alapjául szolgáló dinamikát.

további információkért lásd az Indiana Egyetem sajtóközleményét.

— Kayla King, Indiana University, [email protected]

ezt a színfalak mögött cikket a LiveScience-nek nyújtották a Nemzeti Tudományos Alapítvánnyal együttműködve.,


  • Credit and Larger Version

  • Curtis Lively and Jukka Jokela dive to collect csiga in Lake Alexandrina, New Zealand.
    Credit and Larger Version


  • Az ábrán egy fertőzött csiga (felső) és egy nem fertőzött csiga (alsó) látható.,
    Credit and Larger Version

nyomozók
Kayla King
Curtis Lively
Lynda Delph
Jukka Jokela

kapcsolódó intézmények/szervezetek
Indiana University
Eawag/ETH-Zürich

helyek
Indiana
Új-Zéland
kapcsolódó programok
népesség-és közösségi ökológia
hosszú távú kutatás környezeti biológia

kapcsolódó díjak
#0640639 ltreb: a host-parazita kölcsönhatások hosszú távú vizsgálata

összes támogatás
$424,937