Mom-geenit: tämän Torakkalajin elävänä syntyneet syntymät ovat sen DNA: ssa

eräs torakkalaji on yksi maailman ainoista hyönteisistä, jolla on joitakin merkittäviä piirteitä ihmisten kanssa: kuten ihmisillä, torakoita matkivat kuoriaiset synnyttävät poikasensa elävinä, ja ne näyttävät myös kykenevän antamaan elimistöstään ravinteita poikasilleen samalla tavalla kuin imettäminen ihmisillä.

nyt eräs tutkija selvittää, miten nämä olennot kehittivät nämä piirteet geneettisellä tasolla, ja havainnot saattavat auttaa selittämään näiden torakoiden hyvin nisäkäsmäistä käyttäytymistä.

torakkaa matkiva kovakuoriainen (Diploptera punctata) ei ole sama tuholainen, jonka saatat nähdä vilistävän keittiön lattialla; se on paljon pienempi torakkalaji, joka on kotoisin Polynesian saarten trooppisista metsistä. Tämä torakka on myös yksi harvoista hyönteisistä, jotka synnyttävät eläviä nuoria munien munimisen sijaan.

“ne eivät ainoastaan kanna jälkeläisiään, vaan ne tönivät niitä maitomaisella eritteellä”, Cincinnatin yliopiston biologisten tieteiden laitoksen tohtoriopiskelija ja projektin johtava tutkija Emily Jennings kertoi Live Sciencelle. Maitomainen eritys koostuu hiilihydraateista, proteiinista ja muista vauvan torakoille välttämättömistä ravintoaineista, hän selitti.

saadakseen lisätietoja siitä, mitä tapahtuu, kun torakkaa matkiva kovakuoriainen tulee raskaaksi, Jennings tutki hyönteisten RNA: ta eli ribonukleiinihappoa. Tämä molekyyli tallentaa tietoa, joka on välttämätöntä kaikkien organismin DNA: han tallennettujen ohjeiden toteuttamiseksi — tavallaan kuin käyttöohje, jossa on kaikki organismin geneettiset tiedot. Siinä missä DNA: n tutkiminen itsessään on hyvin tärkeää, jotta voidaan ymmärtää, miten eri toiminnot voivat toimia, RNA kertoo tutkijoille, mitkä geenit ovat todellisuudessa aktiivisia elimistössä, Yhdysvaltain Terveysinstituuttien mukaan.

kun Jennings aloitti tämän projektin, oli alle 100 geeniä, jotka oli tunnistettu torakoita jäljittelevälle kovakuoriaiselle, hän kertoi Live Sciencelle. Nyt Jennings kollegoineen on löytänyt yli 11 000 torakkageeniä jäljittelevää kovakuoriaista. Vaikka he eivät ole vielä sekvensoineet genomia tai purkaneet koko geneettistä kaavaa tämän hyönteisen osalta, Jennings on alkanut tarkastella tarkemmin muutamia, jotka vaikuttavat naisen torakkaan raskauden aikana.

hän ja hänen kollegansa löysivät naisen torakasta useita geenejä, jotka liittyivät nimenomaan raskauteen. Oli paljon aineenvaihduntaan liittyviä geenejä-toimintoja, kuten lipidiaineenvaihduntaa ja typen aineenvaihduntareittejä, joita ilmaistiin selvästi enemmän raskauden aikana, Jennings sanoi.

tutkijoiden on tärkeää ymmärtää, miten aineenvaihdunta toimii raskauden aikana, koska se määrää, miten tietyt ravintoaineet varastoituvat naisen kehoon kehittyvien jälkeläisten ravitsemiseksi. Tutkijat arvelevat esimerkiksi, että raskaana olevien naisten aineenvaihdunnassa tapahtuu muutoksia, joiden avulla lihaksiin kertyy proteiineja myöhempää varausta varten, ilmenee Cambridgen yliopiston tutkijoiden tutkimuksista. He löysivät myös proteiinin, joka liittyy torakka-emon maitomaisen erityksen onnistuneeseen tuotantoon.

aiemmassa tutkimuksessa tutkijat havaitsivat, että hyönteisissä oli joitakin nuorehkoja hormoneja, joilla oli valtava merkitys kehityksessä ja lisääntymisessä sekä lähes jokaisella hyönteisten biologisella toiminnalla. Hormoni estää täysin maitomaisen erityksen tuotannon, Jennings sanoi.

Jenningsillä ja hänen kollegoillaan on nyt paljon selkeämpi käsitys siitä, mitä torakoita matkivan kuoriaisen eri vaiheissa tapahtuu.

Jennings toivoo, että hänen tutkimuksensa on asettanut vaiheen tämän torakkalajin kokonaisen genomisekvenssin aloittamiselle. Hän sanoi toivovansa, että se auttaa ratkaisemaan mielenkiintoisen lisääntymiskysymyksen konvergentissa evoluutiossa — elävissä organismeissa, jotka kehittävät samoja piirteitä toisistaan riippumatta. Tällöin kuoriainen matkivat torakkaa ja nisäkkäät, jotka molemmat kehittyivät syntymään, elävät poikasina, mutta ne tekivät niin evoluutiopuun eri oksilla.

“lisääntyminen, jossa emo synnyttää elävänä, on kehittynyt eläinkunnassa itsenäisesti 200 kertaa”, Jennings sanoi. Biologit ovat tienneet tästä jo pitkään, mutta eivät vieläkään täysin ymmärrä, miten se tapahtuu, hän sanoi.

Jennings haluaa myös selvittää joitakin mysteerejä siitä, mitä hyönteiseltä vaaditaan, jotta se onnistuisi synnyttämään elävän ja kasvattamaan jälkeläisiä. “voi olla pitkäaikainen vaikutus äidin ja vauvojen syntymän jälkeen”, Jennings sanoi. “Vauvat ovat ahneita. Ja äiti haluaa antaa heille kaiken, mitä hän voi säilyttäen silti oman terveytensä ja kuntonsa.”

jos tutkijat voivat ymmärtää, miten nämä rasitukset ja paineet vaikuttavat raskaana oleviin ja mamman torakoihin, saattaa olla mahdollista mallintaa tätä samaa ilmiötä nisäkkäillä tai muilla hyönteisillä, Jennings kertoi Live Sciencelle.

Jennings esitti havaintonsa Tammi. 7 integratiivisen ja vertailevan biologian seuran kansallisessa kokouksessa Portlandissa, Oregonissa.

seuraa Elizabeth Newbern @liznewbern. Seuraa Live Science @livescience, Facebook & Google+. Alkuperäinen artikkeli Live Science.