geny mamy: żywe narodziny tego gatunku karalucha znajdują się w jego DNA

gatunek karalucha jest jednym z jedynych owadów na świecie, który ma pewne godne uwagi cechy z ludźmi: podobnie jak ludzie, chrząszcze naśladują karaluchy, które rodzą swoje młode, a także wydają się być w stanie dostarczyć młodym składników odżywczych z ich ciał, podobnie jak pokarm zapewniany przez karmienie piersią u ludzi.

teraz jeden z naukowców dowiaduje się, jak te stworzenia rozwinęły te cechy na poziomie genetycznym, a odkrycia mogą pomóc wyjaśnić zachowania tych karaluchów podobne do ssaków.

Żuk naśladujący karalucha (Diploptera punctata) nie jest tym samym szkodnikiem, który można zobaczyć błąkając się po podłodze w kuchni; jest to znacznie mniejszy gatunek karalucha, który pochodzi z lasów tropikalnych wysp polinezyjskich. Karaluch ten jest również jednym z niewielu owadów, które rodzą młode zamiast składać jaja.

“nie tylko noszą swoje potomstwo, ale pchają je mleczną wydzieliną”, Emily Jennings, doktorantka na Wydziale Nauk Biologicznych Uniwersytetu Cincinnati i główna badaczka tego projektu, powiedziała Live Science. Mleczna wydzielina składa się z węglowodanów, białka i innych składników odżywczych niezbędnych dla karaluchów niemowląt-wyjaśniła.

aby dowiedzieć się więcej o tym, co się dzieje, gdy karaluch naśladujący chrząszcza zachodzi w ciążę, Jennings zbadał RNA owadów lub kwas rybonukleinowy. Ta cząsteczka przechowuje informacje, które są niezbędne do przeprowadzenia wszystkich instrukcji przechowywanych w DNA organizmu — coś w rodzaju instrukcji obsługi z całą informacją genetyczną organizmu. Podczas gdy badanie DNA samo w sobie jest bardzo ważne dla zrozumienia, jak różne funkcje mogą działać, RNA mówi naukowcom, które geny są rzeczywiście aktywne w organizmie, zgodnie z U. S. National Institutes of Health.

kiedy Jennings rozpoczął ten projekt, było mniej niż 100 genów, które zostały zidentyfikowane dla chrząszcza naśladującego karalucha, powiedziała Live Science. Jennings i jej współpracownicy odkryli ponad 11 000 genów karaluchów naśladujących chrząszcze. Chociaż nie zsekwencjonowali jeszcze genomu, ani nie rozszyfrowali całej formuły genetycznej, Jennings zaczął przyglądać się bliżej kilku, które wpływają na żeńskiego karalucha w czasie ciąży.

ona i jej koledzy odkryli kilka genów, które były specjalnie związane z ciążą u żeńskich karaluchów. Było wiele genów związanych z metabolizmem-funkcje takie jak metabolizm lipidów i szlaki metabolizmu azotu, które wyraźnie wyrażały się bardziej w czasie ciąży, powiedział Jennings.

ważne jest, aby naukowcy zrozumieli, jak metabolizm funkcjonuje podczas ciąży, ponieważ dyktuje, w jaki sposób pewne składniki odżywcze są przechowywane w kobiecym ciele, aby odżywiać rozwijające się potomstwo. Na przykład naukowcy uważają, że metabolizm kobiet w ciąży zmienia się, aby budować białka w mięśniach jako rezerwę na później, wynika z badań naukowców z Uniwersytetu w Cambridge. Znaleźli również białko związane z udaną produkcją mlecznej wydzieliny matki karalucha.

w poprzednich badaniach naukowcy odkryli, że w owadach były pewne hormony młodociane, które odgrywały ogromną rolę w rozwoju i rozmnażaniu, oraz prawie każda funkcja biologiczna owadów. Hormon całkowicie hamuje produkcję mlecznej wydzieliny, powiedział Jennings.

Jennings i jej koledzy mają teraz znacznie lepsze zrozumienie tego, co dzieje się na różnych etapach ciąży karalucha.

Jennings ma nadzieję, że jej badania zapoczątkowały całą sekwencję genomu tego gatunku karaluchów. Powiedziała, że ma nadzieję, że pomoże to rozwikłać interesującą zagadkę reprodukcyjną w ewolucji konwergentnej-organizmy żywe, które rozwijają te same cechy niezależnie od siebie. W tym przypadku chrząszcz naśladuje karalucha i ssaki ewoluowały do narodzin żywych młodych, ale uczyniły to na różnych gałęziach drzewa ewolucyjnego.

“reprodukcja, w której matka rodzi NA ŻYWO, ewoluowała w królestwie zwierząt niezależnie 200 razy” – powiedział Jennings. Biolodzy wiedzą o tym od dawna, ale nadal nie do końca zrozumieć, jak to się dzieje, powiedziała.

Jennings chce również rozwikłać pewne zagadki dotyczące tego, czego potrzeba owadowi, aby z powodzeniem urodzić na żywo i wychować potomstwo. “może mieć długotrwały wpływ na mamę i dzieci po urodzeniu”, powiedział Jennings. “Dzieci są chciwe. A mama chce dać im wszystko, co może, jednocześnie utrzymując własne zdrowie i kondycję.”

jeśli naukowcy zrozumieją, jak te stresy i presje wpływają na karaluchy w ciąży i Mamuśki, możliwe będzie modelowanie tego samego zjawiska u ssaków lub innych owadów, Jennings powiedział Live Science.

Jennings przedstawiła swoje wyniki. 7 na krajowym spotkaniu Towarzystwa Biologii integracyjnej i porównawczej w Portland, Oregon.

śledź Elizabeth Newbern @liznewbern. Śledź Live Science @livescience, Facebook & Google+. Oryginalny artykuł o żywej nauce.