螞蟻基因組學向紅王理論宣告將死
在劉易斯卡羅爾的“穿越鏡子”中,紅色女王向愛麗絲解釋了一場比賽如何在仙境中發(fā)揮作用,并說:“現(xiàn)在,在這里,你看,你需要做的所有跑步,才能保持在同一個地方。 “ 因此,這種說法本質上也是正確的。競爭物種一直面臨著不斷發(fā)展的壓力,以便超越競爭對手,這通常被稱為紅皇后理論。兔子需要超過狐貍以避免被殺,而狐貍需要抓住兔子才能避免饑餓。那么,統(tǒng)計模型也提出了自2003年以來的逆向:紅王理論。如果兩個物種是共生者 - 也就是說,每個物種都受益于另一個物種的活動 - 它們應該以較慢的速度發(fā)展,以避免中斷它們的伙伴關系。說得通,對?再想想!在一項新的研究中發(fā)表于Nature Communications,比較基因組分析表明完全相反可能實際上是正確的。
“我們最初的目的是揭示螞蟻中共生行為的遺傳基礎,”本杰明魯賓博士說,他是芝加哥大學和菲爾德博物館的博士畢業(yè)生,現(xiàn)在是普林斯頓大學的博士后研究員。“因此,我們對植物螞蟻的三個共生物種及其四個密切相關的非共生親屬的基因組進行了測序。我們驚訝地發(fā)現(xiàn),共生體實際上在基因組中的進化速度高于多面手。 “
具體而言,處于顯著壓力下的基因是歸因于神經(jīng)發(fā)生和肌肉活動的基因 - 正是您可能期望看到的基因。神經(jīng)源性基因與行為有關,而肌肉激活基因可能通過增加活動和速度來幫助螞蟻保護其寄主植物。
這項研究與紅王理論形成鮮明對比,后者在過去十年得到了科學界的支持。然而,自2003年以來,科學技術領域取得了許多進展。雖然全基因組測序過去需要多年的科學家團隊才能完成,但現(xiàn)在只需幾個研究人員就可以在短短的幾天內完成這一過程。這些進步使科學家能夠重新審視這樣的理論,并提供支持或反駁其原始結論的證據(jù)。
那么,為什么共產(chǎn)主義者的進化速度要高于他們的通才呢?雖然這個問題需要進一步研究,但是Field博物館館長和Corrie Moreau教授有一個初步的解釋:“就像所有生物一樣,共產(chǎn)主義者需要不斷適應他們的環(huán)境以確保生存。然而,他們還有另外一個相互促進的任務。許多物種隨著時間的推移在共生和寄生之間翻轉。甚至共生也是一種代價高昂的關系如果這種進化不再有利,進化將會反對。所有這些都可能成為這些物種之間加速進化速度的因素。“
然而,關于DNA和基因組的進化仍然存在許多問題。共產(chǎn)主義之間這種增長率的所有因素是什么?遺傳適應在其他共生關系中是什么樣的?雖然我們還沒有得到所有答案,但這項研究提供了一個重要的框架來開始一個新的提問線。
然而,顯而易見的是,這項研究已經(jīng)在科學的棋盤上移動,盯著紅王理論,并自信地宣稱,“將軍”。
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