Drosophila innubila
|
|
| Drosophila innubila | |
|---|---|
| Samica Drosophila innubila na grzybie | |
| Klasyfikacja naukowa | |
| Królestwo: | Animalia |
| Gromada: | stawonogi |
| Klasa: | owady |
| Zamówienie: | muchówki |
| Rodzina: | Drosophilidae |
| Rodzaj: | Drosophila |
| Podrodzaj: | Drosophila |
| Gatunek: |
D. innubila
|
| Nazwa dwumianowa | |
|
Drosophila innubila Spencera w Patterson, 1943
|
|
Drosophila innubila to gatunek muchy ocetowej ograniczony do lasów wysokogórskich w górach południowych Stanów Zjednoczonych i Meksyku, które prawdopodobnie skolonizowała podczas ostatniego zlodowacenia. Drosophila innubila jest rodzajem grzybowej Drosophila i członkiem grupy gatunków Drosophila quinaria . Drosophila innubila jest najbardziej znana ze swojego związku ze szczepem zabijającej samce bakterii Wolbachia . Bakterie te są pasożytami, ponieważ wysysają zasoby z żywiciela i powodują poronienie połowy jaj zakażonej samicy. Jednak Wolbachia może oferować korzyści dla sprawności muchy w pewnych okolicznościach. Genom D. innubila został zsekwencjonowany w 2019 roku.
Symbioza
Drosophila innubila jest stabilnie zakażona szczepem zabijającej samce bakterii Wolbachia . Związek między Drosophila innubila a Wolbachią może się znacznie różnić w obrębie lokalnych populacji. Jednak ich związek jest bardzo spójny we wszystkich Drosophila innubila .
Zabijanie samców przez te wolbachie powoduje, że potomstwo much jest całkowicie żeńskie, płci biologicznej o wyższej wydajności reprodukcyjnej. Tak więc ta Wolbachia rozprzestrzenia się w populacji dzięki zwiększonej przewadze reprodukcyjnej samic, które zaraża. Jednak gęstość bakterii zmienia się w miarę rozwoju. Gęstość bakterii jest najniższa w zarodku i wzrasta wraz z długością życia muchy, osiągając najwyższe zagęszczenie w jajnikach samic. Gęstość bakterii bezpośrednio wpływa na efektywność wolbachii , ponieważ samice o niższym zagęszczeniu wolbachii rodzą również córki o niskiej gęstości bakterii. Siły napędzające różnice w gęstości bakterii mogą być epigenetyczne . Jeśli gęstość bakterii jest wystarczająco niska, samice zaczynają produkować samce, pomimo zarażenia zabijającą samce Wolbachią . Nie ma dowodów na to, że Wolbachia może być przenoszona poziomo z zakażonej samicy muchy na niezainfekowaną samicę muchy. W przeciwieństwie do pozakomórkowych bakterii symbiotycznych (np. Spiroplasma ), Wolbachia żyje wewnątrz komórek gospodarza, co prawdopodobnie zmniejsza jej zdolność przemieszczania się między żywicielami.
Zainfekowani synowie są mniej narażeni na śmierć z powodu infekcji Wolbachią , jeśli ich matka miała mniejszą gęstość bakterii. Spekuluje się, że gęstość bakterii Wolbachia wewnątrz żywiciela może się różnić w zależności od aktywności antybiotykowej źródeł pożywienia larw lub dorosłych, możliwych mechanizmów obronnych żywiciela, wieku żywiciela, interakcji bakteryjnych w żywicielu, a także warunków środowiskowych których doświadcza mucha. Obecnie nie ma dowodów na istnienie mechanizmu u Drosophila innubila , który tłumi lub hamuje zabijające samce działanie Wolbachii.
Dodatkowo nieznany czynnik przyczynia się do zwiększenia korzyści sprawnościowych infekcji Wolbachią . Obecność Wolbachia może zwiększyć sprawność samicy muchy poprzez zwiększenie jej rozmiaru i zwiększenie jej płodności. Ponadto nudiwirus DNA D. innubila „DiNV” jest powszechną infekcją wirusową wśród tego gatunku. Wykazano, że niektóre Wolbachia mogą chronić swoich żywicieli przed infekcją wirusową, prowadząc nawet do strategii kontroli biologicznej, które wykorzystują infekcję Wolbachia do powstrzymania rozprzestrzeniania się chorób wirusowych. Nie jest jasne, jaką rolę (jeśli w ogóle) Wolbachia odgrywa w obronie przed wirusami. Jednak inne badania, w których badano wpływ infekcji Wolbachia na kondycję gatunków Drosophila , sugerowały, że bakteria może zwiększać przeżywalność gospodarza w obecności stresorów oksydacyjnych, a także zapobiegać infekowaniu gospodarza przez inne patogeny, konkurując z nimi o pochodzące od żywiciela zasobów, takich jak cholesterol. Ponadto podejrzewa się również, że Wolbachia może również być w stanie manipulować ekspresją DNA gospodarza poprzez wykorzystanie mikroRNA gospodarza .
Odporność
Genom D. innubila został zsekwencjonowany do badań w 2019 roku i charakteryzuje się bardzo wysoką jakością złożenia, dorównującą klasycznemu modelowi genetycznemu Drosophila melanogaster . Badanie to podkreśliło znaczenie interakcji między D. innubila a jej wirusami, na co wskazują wzorce ewolucji immunologicznej w genach przeciwwirusowych. Warto zauważyć, że dobór naturalny w zakresie odporności i szlaków przeciwwirusowych u D. innubila znacznie różni się od D. melanogaster , co sugeruje rozbieżne naciski ewolucyjne. Wirus D. innubila jest podobny do wirusa D. melanogaster Kallithea . W związku z tym porównania między D. melanogaster i D. innubila a ich wirusami mogą dostarczyć informacji na temat natury interakcji żywiciel-wirus.
U niektórych żywiących się grzybami gatunków Drosophila , takich jak D. guttifera i D. neotestacea , gen peptydu przeciwbakteryjnego Diptericin B został pseudogenizowany . Jednak ten gen jest utrzymywany w D. innubila i jest aktywowany po zakażeniu.