Știri de Cercetare

Beneficii de Reproducere Sexuală află în Apărare Împotriva Paraziților

Universitatea Indiana student absolvent descrie cercetare care studiază populațiile din Noua Zeelandă melci de apă dulce, care reproduce, fie sexual sau asexuat pentru a determina dacă reproducerea sexuală oferă avantaje în parazit mediile bogate

Abuza rațe furajere în superficial regiunea Lacului Alexandrina, Noua Zeelandă.,

  • Credit și versiunea mai mare
  • vezi Multimedia suplimentare

Octombrie 28, 2009

încă de pe vremea lui Darwin, biologii au încercat să înțeleagă avantajele reproducerii sexuale. Acest lucru nu este banal, deoarece există dezavantaje clare pentru sex.spre deosebire de organismele sexuale, asexualii nu au nevoie de un partener pentru a se reproduce, se pot reproduce clonal și pot produce de două ori mai mulți descendenți de sex feminin., Dacă nu ar exista avantaje pentru sex și dacă atât indivizii sexuali, cât și cei asexuali ar concura pentru resurse, asexualii ar prelua doar câteva generații.în ciuda acestui fapt, majoritatea organismelor eucariote se reproduc sexual, iar marele mister este că populațiile mixte sexual-asexuale apar în natură.

de peste 20 de ani, această enigmă a fost explorată de consilierul Meu, Curtis Lively de la Universitatea Indiana, și de studenții și colegii săi. Laboratorul nostru a găsit sprijin pentru o ipoteză că sexul este benefic în medii bogate în paraziți.,ipoteza Reginei Roșii propune ca paraziții virulenți să se adapteze pentru a infecta gazdele comune genetic, împiedicând asexualii să devină prea abundenți (comun este rău). Sexul produce indivizi unici genetic care pot evita infecția (rar este bun) și sunt astfel favorizați de selecția naturală.ipoteza este numită după un pasaj din „Through the Looking Glass”al lui Lewis Carroll. Regina Roșie și Alice aleargă peste dealuri și văi, dar rămân mereu în același loc., De asemenea, conform ipotezei, schimbarea genetică a unei populații este necesară pentru a menține status quo-ul. Frecvențele gazdelor asexuate cresc (dealuri) și scad (văi) Ca răspuns la adaptarea paraziților, în timp ce gazdele sexuale pot evita aceste suișuri și coborâșuri coevoluționare.în cele din urmă, aceste dinamici de-a lungul generațiilor împiedică o preluare asexuală și mențin coexistența asexualilor și a sexualilor.,Potamopyrgus antipodarum este un melc de apă dulce din Noua Zeelandă care se reproduce fie Sexual, fie clonal și nu schimbă modurile în timpul vieții sale. Ca populație, melcii pot fi asexuali sau amestecuri de indivizi asexuali și sexuali.în 1987, în timp ce compara populațiile mixte de Melci cu populațiile în întregime asexuate, Lively a descoperit că primele erau mai puternic infectate de un parazit vierme sterilizant., Acesta a fost primul indiciu că o rată ridicată de infecție cu paraziți în populația de melci promovează coexistența populațiilor sexuale și asexuale.de atunci, mai multe experimente au arătat că acești paraziți sunt mai capabili să infecteze melcii din același lac decât din lacuri diferite. Acest lucru sugerează că paraziții sunt adaptați pentru a infecta mai bine melcii numai în populația mixtă locală, o predicție a ipotezei Reginei Roșii.,

asocierea dintre parazit de adaptare și de reproducere sexuală în melci led Plin de viață, colaboratorii noștri, Lynda Delph și Jukka Jokela, și pe mine să investigheze un astfel de model în cadrul Alexandrina și Kaniere lacuri în Noua Zeelandă.în fiecare lac, melcii sexuali și paraziții sunt obișnuiți în marginile de apă puțin adâncă, iar habitatele adânci (mai mult de patru metri adâncime) sunt dominate de asexuali neinfectați. Am emis ipoteza că sexualii au avut un avantaj față de asexualii din apa puțin adâncă din cauza paraziților coevolving, dar nu și în adâncul în care paraziții sunt absenți.,cu toate acestea, o explicație alternativă este că melcii de apă puțin adâncă sunt susceptibili, în general. A trebuit să determinăm dacă melcii de apă puțin adâncă erau sensibili în mod specific la paraziți locali, la același lac sau la toți paraziți, indiferent de locație. Regina Roșie ar prezice prima, deoarece paraziții locali ar avea cea mai bună ocazie de a coevolve cu melcii.paraziții sunt abundenți în apă puțin adâncă din cauza comportamentului de hrănire al rațelor., Larvele parazitare trebuie să fie ingerate de rațe pentru a finaliza ciclul de viață al paraziților (rațele mănâncă accidental melcii infectați). Rațele nu se hrănesc în habitate adânci, astfel încât paraziții își pot completa ciclul de viață numai în habitate superficiale. Se pare că există mai multă selecție a melcilor și a paraziților în adâncime, deoarece în adâncime, melcii și paraziții se întâlnesc rar.proiectul nostru experimental a fost simplu: luați melci de adâncime și adâncime și expuneți-i la paraziți colectați din aceleași lacuri și din lacuri diferite. Am găsit două rezultate interesante.,în primul rând, melcii de apă de mică adâncime au fost mai infectați de paraziți de același lac decât de melci de apă adâncă, sugerând că paraziți coevolve numai cu melci în habitatele de mică adâncime. Melcii de adâncime nu participă la interacțiunile coevoluționare la doar câțiva metri distanță.în al doilea rând, nici melcii de mică adâncime, nici cei de adâncime, nu au fost susceptibili la diferiți paraziți ai lacului. Prin urmare, numai paraziții locali (adică coevolving), și nu paraziți de oriunde, pot infecta melcii superficiali.,din experimentul nostru, am găsit sprijin pentru ipoteza Reginei Roșii și am demonstrat aplicarea acesteia la scale spațiale mici în natură. Am arătat că paraziții sunt adaptați populațiilor de melci în care sexualii și asexualii coexistă în apă puțin adâncă. într-un studiu conex, Lively și Jokela au demonstrat că, pe măsură ce paraziți se adaptează pentru a infecta melcii asexuali în apa puțin adâncă, ei favorizează într-adevăr sexul, așa cum a prezis ipoteza Reginei Roșii. Melcii care erau obișnuiți genetic și foarte infectați de paraziți erau rare., Melcii care erau neobișnuiți genetic și rezistenți anterior la paraziți au devenit obișnuiți și infectați. În tot acest timp, melcii sexuali au persistat în apa puțin adâncă. Aceasta a fost prima dată când cineva a demonstrat că Red Queen dynamics a menținut reproducerea sexuală. în ciuda costurilor reproducerii sexuale, se pare că are o utilizare împotriva paraziților. Organismele sexuale sunt rare din punct de vedere genetic și, prin urmare, paraziții nu se pot adapta la ele., Dovezile din melcii din Noua Zeelandă arată că adaptarea parazitului pentru a infecta indivizii asexuali obișnuiți împiedică asexualii să elimine sexualii din populație. mai multe cercetări în alte organisme cu ambele moduri de reproducere ar beneficia foarte mult de înțelegerea avantajelor sexului și a dinamicii care stau la baza coexistenței asexual-sexuale.

Pentru mai multe informații, consultați comunicatul de presă al Universității Indiana.

– Kayla King, Universitatea Indiana, [email protected]

Acest articol din spatele scenei a fost furnizat LiveScience în parteneriat cu National Science Foundation.,


  • Indiana University student absolvent Kayla King disecă melci sub microscop.
    Credit și versiunea mai mare

  • Curtis Lively și Jukka Jokela se arunca cu capul pentru a colecta melci în Lacul Alexandrina, Noua Zeelandă.
    Credit și versiunea mai mare

  • afișate sunt un melc infectat (de sus) și un melc neinfectat (de jos) scos din cochilii lor.,
    Credit și o Versiune mai Mare

Anchetatorii
Kayla Regele
Curtis Plin de viață
Lynda Delph
Jukka Jokela

Instituții/Organizații similare
Universitatea Indiana
Eawag/ETH-Zurich

Locuri
Indiana
Noua Zeelandă

Programele legate
Populația și Ecologie Comunitate
pe Termen Lung de Cercetare în Biologia Mediului

Legate de Premii
#0640639 LTREB: UN Studiu pe Termen Lung de Gazdă-Parazit Interacțiuni

Total Granturi
$424,937