De sensorische evolutie van fruitvliegjes: een vleugje genetisch mysterie

By | February 6, 2024

Samenvatting: Onderzoekers brachten de sensorische ontwikkeling van fruitvliegjes in kaart en onthulden hoe genetische variaties hen in staat stellen hun reuk- en smaakzin aan te passen aan verschillende omgevingen.

Het team ontdekte dat, hoewel de meeste genen over generaties heen stabiel blijven, een aanzienlijk aantal is geëvolueerd, wat heeft geleid tot unieke reukervaringen bij verschillende soorten vliegen.

Deze studie benadrukt niet alleen de rol van het stabiliseren van selectie bij het handhaven van genexpressieniveaus, maar onthult ook door mannen bevooroordeelde genexpressie bij geurdetectie, wat duidt op geslachtsspecifieke evolutionaire routes.

Deze bevindingen verdiepen niet alleen ons begrip van de sensorische aanpassingen van fruitvliegjes, maar werpen ook licht op de bredere mechanismen van de evolutie van sensorische systemen tussen soorten.

Belangrijke feiten:

  1. Onderzoekers vonden een combinatie van stabiliserende selectie en significante veranderingen in genexpressie bij Drosophila-soorten die hun reukvermogen bepalen.
  2. De studie identificeerde mannelijke genexpressie in de voorpoten van D. melanogaster, wat duidt op een specifieke rol bij mannelijke geurdetectie.
  3. Dit onderzoek biedt inzicht in de evolutionaire dynamiek van sensorische systemen met implicaties voor het begrijpen van sekseverschillen en sensorische perceptie in een verscheidenheid aan organismen.

Bron: Queen Mary Universiteit Londen

Een nieuwe studie binnen Communicatie over de natuur onthult de verborgen wereld van sensorische evolutie bij fruitvliegjes. Door de genen en cellen achter hun delicate neuzen en tongen te bestuderen, hebben onderzoekers verrassende geheimen ontdekt over hoe deze kleine insecten hun zintuigen aanpassen aan verschillende omgevingen.

“Stel je een wereld voor waarin een rijpe perzik voor de ene vlieg smaakt en ruikt als pittige azijn, maar voor de andere als een vleugje zomer”, legt hoofdauteur van het onderzoek Dr. Roman Arguello, docent genetica, genomica en fundamentele celbiologie aan de Queen Mary University of London. “Uit ons onderzoek blijkt dat dit niet alleen mogelijk is, maar zelfs heel gebruikelijk is.”

“Deze bevindingen openen opwindende nieuwe wegen om te begrijpen hoe sekseverschillen zich ontwikkelen en hoe ze het gedrag van dieren beïnvloeden”, zegt Dr. Arguello. Fotocredit: Neuroscience News

Het onderzoeksteam analyseerde genexpressiepatronen in vijf belangrijke weefsels voor geurdetectie bij zes verschillende Drosophila-soorten. Dankzij deze alomvattende aanpak konden ze dieper dan ooit in de moleculaire basis van geur duiken.

Een verrassende ontdekking was de verspreiding van ‘stabiliserende selectie’, een kracht die de expressie van de meeste genen over generaties heen op hetzelfde niveau houdt. In deze zee van stabiliteit vonden de onderzoekers echter duizenden genen waarvan de expressie aanzienlijke veranderingen had ondergaan, waardoor het unieke reuklandschap van verschillende vliegensoorten werd gevormd.

“Het is alsof je verborgen eilanden van diversiteit vindt in een enorme oceaan van uniformiteit”, zegt Dr. Arguello. “Deze veranderingen in genexpressie vertellen ons over de evolutie van nieuwe geuren, nieuwe gevoeligheden en zelfs nieuwe manieren om geuren te gebruiken om door de wereld te navigeren.”

Het onderzoek brengt ook interessante verschillen tussen de geslachten aan het licht. Bij fruitvliegjes nemen mannetjes en vrouwtjes, net als bij veel andere dieren, de wereld vaak waar door verschillende reuklenzen.

De onderzoekers vonden een verrassende overmaat aan mannelijke genexpressie in de voorpoten van D. melanogaster, wat suggereert dat deze ledematen een cruciale rol spelen bij mannenspecifieke geurdetectie.

“Deze bevindingen openen opwindende nieuwe wegen om te begrijpen hoe sekseverschillen zich ontwikkelen en hoe ze het gedrag van dieren beïnvloeden”, zegt Dr. Arguello.

De implicaties van het onderzoek gaan verder dan de fascinerende wereld van vliegen. Het biedt waardevol inzicht in de algemene principes van de ontwikkeling van sensorische systemen en geeft aanwijzingen om te begrijpen hoe andere dieren, inclusief mensen, hun chemische omgeving waarnemen.

Over dit nieuws uit genetica en evolutionair neurowetenschappelijk onderzoek

Auteur: Iljana Solotareva
Bron: Queen Mary Universiteit Londen
Contact: Ilyana Solotareva – Queen Mary Universiteit Londen
Afbeelding: De afbeelding is afkomstig van Neuroscience News

Originele onderzoek: Vrije toegang.
“Evolutie van chemosensorische weefsels en cellen in ecologisch diverse drosophilids” door Roman Arguello et al. Communicatie over de natuur


Abstract

Evolutie van chemosensorische weefsels en cellen in ecologisch diverse drosophilids

Chemosensorische weefsels vertonen een aanzienlijke variabiliteit tussen soorten, maar de evolutie van genexpressie en celtypen die aan deze diversiteit ten grondslag liggen, blijft slecht begrepen.

Om deze vragen te beantwoorden, hebben we transcriptomische analyses uitgevoerd van vijf van de zes chemosensorische weefsels Drosophila soorten en integreerde de resultaten met eencellige datasets. Hoewel het stabiliseren van selectie in de eerste plaats chemosensorische transcriptomen vormt, hebben duizenden genen in elk weefsel expressieverschillen ontwikkeld.

Genen waarvan de expressie in één weefsel is veranderd, zijn vaak in verschillende andere weefsels veranderd, maar in verschillende tijdperken in het verleden, en het is waarschijnlijker dat ze celtypespecifiek zijn dan onveranderde genen.

In het bijzonder hebben chemosensorische genen wijdverbreide expressieveranderingen ondergaan, met talrijke soortspecifieke winsten/verliezen, waaronder nieuwe expressiepatronen voor chemoreceptoren. Geslachtsverschillen komen ook vaak voor, waaronder: D. melanogasterspecifieke overmaat aan mannelijke expressiviteit in de sensorische en spiercellen van de voorpoten.

Alles bij elkaar bieden onze analyses nieuwe inzichten in het begrijpen van evolutionaire veranderingen in chemosensorische weefsels op zowel mondiaal als individueel genniveau.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *