רשום פופולרי

בחירת העורך - 2019

"זכרים" בהיריון מדגימים את האבולוציה של קביעת מין

Anonim

מין הוא אחד המאפיינים החיוניים ביותר של אדם - לא רק לבני אדם, אלא גם לבעלי חיים וצמחים. כל האורגניזמים המשכפלים מבחינה מינית הם בדרך כלל גברים או נשים, שבמסגרתם מנגנון הבקרה הגנטי האחראי על קביעת המינים משתנה במידה רבה ממין למין. אצל בני אדם, לנשים יש שני כרומוזומי X בגרעיני התא, בעוד לגברים יש כרומוזום X ו- Y. כרומוזום Y נושא את הגן SRY, הקובע את המין הגברי. גן זה התפתח לפני כ -150 מיליון שנים במהלך התפתחות היונקים.

פרסומת


קביעת מין תלוי בית הגידול פרפר

מנגנונים שונים וקובעים מיניות גוברים בין חרקים. זבובים בפרט מתאימים במיוחד לבחינת האבולוציה של מגוון זה. פרפר רחב ידיים ( Musca domestica ) הוא יוצא דופן מאוד בהקשר זה: בהתאם למקום שבו הם חיים, הם משתמשים בשיטות שונות לקביעת מין. בקווי הרוחב הצפוניים, לנשים יש כרומוזומי X, בעוד שלזכרים יש כרומוזום X ו- Y. גם כאן, כרומוזום Y נושא גן שקובע זכריות. בקווי הרוחב הדרומיים, לעומת זאת, לזבובים אין כרומוזום Y. הגן הקובע הגבר טמון באחד מחמשת הכרומוזומים האחרים.

הגן האחראי לקביעת זכריות ב houseflies כבר לא ידוע עד כה. יחד עם עמיתים מחרונינגן (הולנד) וגטינגן (גרמניה), קבוצת החוקרים בראשות דניאל בופ מהמכון למדעי החיים המולקולריים של אוניברסיטת ציריך הצליחה לזהות את הגן הזה. עם טריקים גנטיים, המדענים יצרו צאצאים של אותו המין, ואז יכלו לחפש גנים שכבר היו פעילים בתחילת ההתפתחות של הזכרים.

אם הגן הקובע את הזכר מופסק זמנית, הזכרים הופכים "בהיריון"

לדברי הביולוג ההתפתחותי בופ, אחד הגנים בלט במהלך הניתוחים האלה: "כאשר הגן הזה מאבד זמנית את תפקודו במהלך ההתפתחות המוקדמת, " זכרים בהריון "מלאים ביצים בשלות". במקרה של אובדן תפקודי כולל של הגן, הזכר אפילו הופך לחלוטין לנקבה שמסוגלת לשכפל מיני. הגן החדש שהתגלה נקרא "Mdmd" ( Musca domestica זכר דטרמינר). הוא גדול יחסית ודומה מאוד לגן ידוע, CWC22. החוקרים מניחים כי Mdmd נבע משכפול של הגן CWC22.

פיתוח מנגנונים חדשים לקביעת מין

במקרה של זבובים מאזורי הרוח הדרומיים, הגן שקובע את הגבריות טמון בכרומוזום שנקרא פרוטו-סקס. הכרומוזום הזה הניח כנראה תפקיד מרכזי בקביעת המין רק לאחרונה מנקודת מבט אבולוציונית. "עם העבודה שלנו, הצלחנו להוכיח כי כרומוזומי מין חדשים מתעוררים כאשר גנים קיימים כמו Mdmd נעים מכרומוזום Y לכרומוזום אחר", אומר דניאל בופ. לאחר שינוי המיקום, הכרומוזום Y אובד וכרומוזום המין החדש עם הגן Mdmd מניח את הפונקציה של קביעת המין הגברי.

לפני תחילת המחקר הזה, שום גן לגבריות היה ידוע בחרקים עד עכשיו. בינתיים, גנים מקבילים נמצאו בשני מינים של יתושים. גן Mdmd של פרפר, לעומת זאת, אין דמיון עם שני גנים יתושים. זה מוכיח עד כמה מגדר מיניות יכול להיות במינים שונים וכמה מהר התוכנית הגנטית האחראית על התפתחותם של זכרים ונקבות משתנה במהלך האבולוציה.

אסטרטגיות חדשות למניעת הדברה

הגילויים האחרונים של העקרונות הגנטיים הבסיסיים לקביעת מין הם בעלי ערך לא רק לביולוגיה אבולוציונית. ידע זה הוא גם מאוד שימושי לפיתוח אסטרטגיות חדשות, בר קיימא עבור הדברה. כאשר גידולים של חרקים סטריליים משוחררים במיוחד, הם מתחרים בזכרים הפרועים של הנקבות. לאחר השחרור החוזר ונשנה של כמה מיליוני זכרים, מתמוטטת האוכלוסייה הטבעית באזור הנגוע. הטכנולוגיה כבר נעשה בהצלחה נגד מזיקים פירות בחקלאות. בעתיד, הם יוכלו גם לשמש את השליטה של ​​נשאים המחלה, כמו יתושים או houseflies. דניאל בופ מדגיש, "מחקר בסיסי עם houseflies ולכן יכול להיות תועלת רבה לחברה".

פרסומת



מקור הסיפור:

חומרים שסופקו על ידי אוניברסיטת ציריך . הערה: ניתן לערוך תוכן עבור סגנון ואורך.


עיון ביומן :

  1. אקאשה שארמה, סווניה ד. היינזה, ינלי וו, תה קוהלברנר, איאן מורילה, קלאודיה ברונר, ארנסט א. ווימר, לואי ואן דה זנדה, מארק ד. רובינסון, ליאו וו. בוקבום, דניאל בופ. המין הגברי ב houseflies נקבע על ידי Mdmd, פרלוג של גורם הגנרית שבץ גורם CWC22 . מדע, 2017; 356 (6338): 642 DOI: 10.1126 / science.aam5498