Strona główna > biologia, ewolucja, nauka > Jak ewoluowała Wolbachia

Jak ewoluowała Wolbachia

Kwiecień 20, 2007 Dodaj komentarz Go to comments

Pasożyty potrafią na różne sposoby wpływać na gospodarza, czego znakomitym przykładem jest wspomniana wcześniej Toxoplasma gondii. Ale nie ona jedna. Wolbachia to endosymbiotyczna bakteria, która żyje w komórkach bezkręgowców. Przechodzi na następne pokolenia gospodarzy w cytoplazmie oocytów, a więc przekazywana jest tylko przez matki. Zatem w toku ewolucji nabyła zdolności „manipulowania” gospodarzem tak, żeby samice miały więcej córek, lub żeby zainfekowane samice radziły sobie lepiej i zostawiały więcej potomstwa.

Mechanizmy tej manipulacji są różne. Czasem bakteria po prostu zabija synów, np. u biedronek, a czasem zamienia samców w samice, czego szczególną odmianą jest indukcja partenogenezy – u tych owadów, u których samce rozwijają się z niezapłodnionych haploidalnych jaj, a samice z zapłodnionych diploidalnych, Wolbachia powoduje podwojenie liczby chromosomów w niezapłodnionych jajach, a z tak zdiploidyzowanego jaja rozwija się samica. Poza tym może powodować wymieranie embrionów powstałych w wyniku zapłodnienia niezainfekowanej samicy przez zainfekowanego samca (a nawet wtedy, kiedy samica jest zarażona innym szczepem Wolbachii). To ostatnie zjawisko zwie się niekompatybilność cytoplazmatyczna.

W PLOS Biology ukazał się właśnie ciekawy artykuł o ewolucji związku między Wolbachią a pewną populacją kalifornijskich muszek Drosophila simulans. U tych muszek infekcja Wolbachią powoduje właśnie niekombatybilność cytoplazmatyczną – wymieranie embrionów powstałych w wyniku zapłodnienia niezainfekowanej samicy przez zainfekowanego samca. Gdy 20 lat temu naukowcy zaczęli badać populację tych muszek i rozprzestrzenianie się zakażenia Wolbachią, okazało się, że miało ono dodatkowe skutki uboczne dla gospodarza – samice produkowały mniej jaj (w warunkach laboratoryjnych płodność zakażonych samic była niższa o 15-20% od płodności zdrowych samic, a zabicie pasożyta przez podanie antybiotyku powodowało zwiększenie liczby jaj składanych przez muchy). Teorie dotyczące ewolucji układu pasożyt-gospodarz przewidują, że przy takim sposobie przekazywania infekcji – z pokolenia na pokolenie – naturalna selekcja powinna faworyzować zmiany zmniejszające szkodliwe skutki uboczne (w tym układzie np. zwiększenie płodności zakażonych samic), czyli powinno się obserwować przechodzenie od pasożytnictwa do mutualizmu, czyli takich relacji, w których obie strony – i mucha, i bakteria – będą odnosić korzyści. Niedawno naukowcy postanowili ponownie przebadać tę populację much i porównać ją z wynikami otrzymanymi przed laty, a także z zainfekowanym Wolbachią szczepem muszek, który ostatnie kilkanaście lat (od 1988) spędził w laboratorium bez kontaktu z muszkami bez pasożyta. Okazało się, że wystarczyło niecałe 20 lat, aby relacje gospodarz-pasożyt uległy sporej zmianie. Schwytane w 2002 dziko żyjące muszki produkują więcej jaj, kiedy są zainfekowane bakterią. Płodność zainfekowanych samic jest o ok. 10% większa, niż wtedy, kiedy zabije się ich pasożyty. Zatem ewolucja zgodnie z przewidywaniami poszła w kierunku mutualizmu. Choć nie wiadomo jeszcze, jakie geny Wolbachii są odpowiedzialne za te zmiany, wstępna analiza sugeruje, że obecnie w populacji bakterii istnieją różne warianty wpływające na płodność muszek, a te, które przynoszą obopólne korzyści, stają się coraz bardziej popularne.

  1. sz
    Kwiecień 21, 2007 o 12:00 am

    ale wlasciwie dlaczego zainfekowanie „powinno” zwiekszac płodność?
    rozumiem, że pasożyt jedzie na tym samym wózku więc stara się zeby jego nosiciel odniósł sukces, ale przecież nosiciel bez pasożyta ma ten sam cel. w związku z tym nie powinno być różnicy, oprócz może takiej która sprzyja rodzeniu się samic (skoro tylko do samic się przenosi pasożyt). dlatego zwiększenia produkcji jaj nie rozumiem!
    jedyne logiczne wytłumaczenie jest takie że pasożyt „potrafił” szybciej ewoluować w tym kierunku a muszka też „by chciała” mieć więcej dzieci tylko że „nie umie” swoich genów skłonić do takiej zmiany. ale to dziwne bo przecież mutacje w takim obszarze działania mają największy wpływ na selekcję, muszka powinna bez trudu osiągnąć optymalną liczbę potomstwa bez jakichś głupich pasożytów (a każdy pijak to złodziej …wróc! każdy pasożyt jednak obciąża żywiciela więc muszka bez pasożyta miałaby się jeszcze lepiej. dlaczego się nie ma?!)

  1. Lipiec 13, 2007 o 2:25 pm
  2. Listopad 10, 2007 o 2:57 pm

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s

%d bloggers like this: