基因组研究将昆虫的进化与检测空气中气味的能

 行业动态     |      2020-09-17 08:24

一项新的研究表明,所有昆虫都使用专门的加味剂受体,使它们能够发现并追踪伴侣,识别敌人,寻找食物,以及(对人类而言不幸的)传播疾病。
研究人员基因扩增仪说,这使最近的假设停止了,即只有一些昆虫进化出了检测空气中气味的能力,以适应飞行。该发现发表在《eLife》杂志

伊利诺伊大学昆虫学教授休·罗伯森说:“我们现在知道气味检测是在昆虫进化的最初阶段就存在的,它可能是昆虫成为陆地昆虫时的一个决定性特征。”加州大学戴维斯分校的Brian R. Johnson。“我们在所研究的每种昆虫中都发现了气味受体基因,包括一些不会飞的昆虫。但是,在其他任何节肢动物中都没有发现这些基因,但是,包括其他六足虫子。”

罗伯逊说,尽管在几乎所有陆生动物以及一些甲壳类和软体动物中都发现了气味受体,但它们在各组之间差异很大。

他说:“在昆虫中,气味受体是您能想象的最简单的一种。” 这些蛋白质嵌入神经元的膜中,并向外延伸以与细胞外环境中的化学物质相互作用。他说:“当它们与化学物质结合时,它们会改变形状,打开离子孔并改变神经元的极性。”

罗伯逊说,昆虫通常具有成百上千个单独的气味感受器,每个感受器都会感知一种特殊类型的化学物质。在几乎所有情况下,受体都与单个共感受器(一种称为Orco的蛋白质)在手套中协同工作。

罗伯逊(Robertson)在职业生涯中的大部分时间都在研究昆虫的化学感受,使用基因组学技术来识别受体和共受体基因。

罗伯逊说,气味受体不同于味觉受体,它使几乎所有动物都能在水环境中检测化学物质。当脊椎动物和无脊椎动物开始在陆地上发现新的壁ni时,一些生物进化出了探测空气中化学物质的能力。

罗伯逊说:“气味受体是从味觉受体进化而来的。” 但是为什么以及何时它们在昆虫中进化一直是争论的主题。他在2003年假设气味受体是所有昆虫的特征。

但是在最近的一项研究中,科学家未能在两组不会飞行的昆虫中发现气味受体蛋白。这促使他们提出,气味受体仅在飞行的昆虫中出现,并且已经进化为适应飞行。

这项新研究重新探究了这些不会飞的昆虫,被称为火creature和跳跃的鬃毛的微小生物。该团队没有在这些生物中寻找气味受体蛋白,而是搜寻了它们的基因组以及其他六足陆生虫子的基因组,寻找编码受体和共受体的基因。

研究人员在无翅火鸡和跳跃的鬃毛中发现了许多气味受体基因,但在不是昆虫的六足虫的基因组中却没有。

罗伯逊说:“毫无疑问,我们在无翅昆虫中有一个成熟的气味受体家族。” “这驳斥了整个系统随飞行而发展的说法。

他说:“很明显,气味 受体在机翼出现之前就已经进化了,并且不能适应飞行。” “ 气味受体的进化必须适应其他事物,而最明显的是地球。”