Mom gének: ez a csótányfaj Élveszületése a DNS-ben található

a csótányfaj az egyetlen rovar a világon, amely néhány figyelemre méltó tulajdonsággal rendelkezik az emberekkel: az emberekhez hasonlóan a bogár utánzó csótányok élő életet adnak fiataljaiknak, és úgy tűnik, hogy képesek tápanyagokat biztosítani testükből a fiatalok számára, hasonlóan az emberek szoptatásához.

most egy kutató megtanulja, hogy ezek a lények hogyan fejlesztették ki ezeket a tulajdonságokat genetikai szinten, és az eredmények segíthetnek megmagyarázni ezeknek a csótányoknak az emlősszerű viselkedését.

a bogár utánzó csótány (Diploptera punctata) nem ugyanaz a kártevő, amelyet a konyha padlóján láthat; ez egy sokkal kisebb csótányfaj, amely a polinéz szigetek trópusi erdőiben őshonos. Ez a csótány egyike azon kevés rovaroknak is, amelyek tojásrakás helyett fiatalon élnek.

“nem csak utódaikat hordozzák, hanem tejszerű szekréciót is adnak nekik” – mondta Emily Jennings, a Cincinnati Egyetem Biológiai Tudományok Tanszékének doktorandusza és a projekt vezető kutatója. A tejes szekréció szénhidrátokból, fehérjékből és egyéb tápanyagokból áll, amelyek szükségesek a baba csótányokhoz-magyarázta.

hogy többet megtudjon arról, mi történik, ha egy bogár utánzó csótány teherbe esik, Jennings megvizsgálta a rovarok RNS-ét vagy ribonukleinsavat. Ez a molekula olyan információkat tárol, amelyek elengedhetetlenek az organizmus DNS — ében tárolt összes utasítás végrehajtásához-olyan, mint egy használati utasítás, amely tartalmazza az organizmus összes genetikai információját. Míg a DNS tanulmányozása önmagában nagyon fontos annak megértéséhez, hogy a különböző funkciók hogyan működhetnek, az RNS megmondja a tudósoknak, hogy mely gének működnek valójában a testben, az Egyesült Államok Nemzeti Egészségügyi Intézete szerint.

amikor Jennings elindította ezt a projektet, kevesebb mint 100 gént azonosítottak a bogár utánzó csótány számára-mondta a Live Science-nek. Jennings és kollégái több mint 11 000 bogár-utánzó csótánygént találtak. Bár még nem szekvenálták a genomot, vagy dekódolták a teljes genetikai képletet, erre a rovarra, Jennings elkezdett alaposabban megvizsgálni néhányat, amelyek befolyásolják a női csótányt a terhesség alatt.

kollégáival számos olyan gént talált, amelyek kifejezetten a terhességhez kapcsolódtak a női csótányban. Sok olyan gén volt kapcsolatban az anyagcserével — olyan funkciók, mint a lipid anyagcsere és a nitrogén anyagcsere utak, amelyek egyértelműen kifejeződtek a terhesség alatt, mondta Jennings.

fontos, hogy a tudósok megértsék, hogyan működik az anyagcsere a terhesség alatt, mert meghatározza, hogy bizonyos tápanyagok hogyan tárolódnak a női testben a fejlődő utódok táplálására. Például a tudósok úgy gondolják, hogy a terhes nők anyagcseréje megváltozik, hogy az izmokban fehérjéket építsenek fel későbbi tartalékként, a Cambridge-i Egyetem tudósainak kutatása szerint. Találtak egy fehérjét is, amely az anya csótány tejszerű szekréciójának sikeres termeléséhez kapcsolódik.

korábbi kutatások során a kutatók azt találták, hogy a rovarokban vannak olyan fiatalkori hormonok, amelyek hatalmas szerepet játszottak a fejlődésben és a szaporodásban, és szinte minden rovar biológiai funkciójában. A hormon teljesen gátolja a tejszerű szekréció termelését-mondta Jennings.

Jennings és kollégái most már sokkal tisztábban értik, mi történik a bogár csótány terhességének különböző szakaszaiban.

Jennings reméli, hogy kutatásai megalapozták a teljes genomszekvencia megkezdését ennek a csótányfajnak. Azt mondta, reméli, hogy ez segít feltárni egy érdekes reproduktív rejtvényt a konvergens evolúcióban — az élő szervezetek, amelyek ugyanazokat a tulajdonságokat fejlesztik egymástól függetlenül. Ebben az esetben a bogár utánozza a csótányt, mind az emlősök pedig fiatalon születtek, de ezt az evolúciós fa különböző ágain tették.

“a szaporodás, ahol az anya élő szülést ad, az állatvilágban egymástól függetlenül 200-szor fejlődött ki” – mondta Jennings. A biológusok már régóta tudtak erről, de még mindig nem teljesen értik, hogyan történik, azt mondta.

Jennings néhány rejtélyt is fel akar deríteni arról, hogy mi kell ahhoz, hogy egy rovar sikeresen életet adjon és utódokat neveljen. “hosszú távú hatással lehet az anyára és a csecsemőkre a születésük után” – mondta Jennings. “A babák mohók. És az anya mindent meg akar adni nekik, amit csak tud, miközben fenntartja saját egészségét és fitneszét.”

ha a tudósok meg tudják érteni, hogy ezek a stressz és nyomás hogyan hatnak a vemhes és mamás csótányokra, lehetséges lenne ugyanezt a jelenséget modellezni emlősökben vagy más rovarokban, mondta Jennings a Live Science-nek.

Jennings bemutatta eredményeit Jan. 7 az integratív és összehasonlító Biológiai Társaság Országos Találkozóján Portlandben, Oregonban.

kövesse Elizabeth Newbern @liznewbern. Kövesse az élő tudományt @ livescience, Facebook & Google+. Eredeti cikk az élő tudományról.