Verraden bijen en barrière-genen

Nieuwe soorten orchideeën verschijnen zonder barrières

Sand Bee Male bij Spider Orchid © University of Zurich
voorlezen

Nieuwe soorten ontstaan ​​wanneer planten- en dierenpopulaties geografisch van elkaar worden geïsoleerd door oceanen of bergen. Deze Darwin toonde meer dan honderd jaar geleden. Soorten kunnen echter ook anders worden gevormd: orchideeën maken al kleine biochemische veranderingen nodig om nieuwe soorten in dichte nabijheid van elkaar te creëren. Dit is het eerste bewijs van een Zwitsers-Amerikaanse onderzoeksgroep in het tijdschrift "Proceedings of the National Academy of Sciences" (PNAS).

Plantensoorten delen een genenpool. Dit kan leiden tot genenstroom - de uitwisseling van genetisch materiaal tussen verschillende populaties van een soort, maar genenstroom tussen de populaties kan worden voorkomen door reproductieve barrières. Dergelijke belemmeringen zijn voor de

Educatie van nieuwe soorten en biologische diversiteit staan ​​centraal. Om soortenvormingsprocessen te begrijpen, proberen evolutionaire biologen de moleculaire mechanismen te begrijpen die ten grondslag liggen aan reproductieve barrières. In het bijzonder proberen ze zogenaamde barrière-genen te vinden, dwz die genen die dergelijke barrières beheersen.

Aantrekkelijk voor verschillende bestuivers

Voor hun onderzoek onderzocht een onderzoeksgroep onder leiding van de evolutiebioloog Philipp Schlüter van de Universiteit van Zürich twee orchideeënsoorten van het geslacht Ophrys, de spinorchidee (O. sphegodes) en de Adriatic Ragwort (O. exaltata). Beide soorten bootsen de zeer specifieke vrouwelijke geslachtstrekkers van de bestuivende bijensoort na, die mannelijke bijen aantrekken. In de verkeerde overtuiging dat ze een seksuele partner hebben gevonden, proberen de bijen te paren met de bloem en deze te bestuiven. De twee onderzochte soorten orchideeën trekken echter verschillende bijensoorten aan.

Zoals de wetenschappers nu kunnen bewijzen, is een kleine biochemische verandering in de sektaantrekker van de twee soorten verantwoordelijk. "Dankzij het andere display

Bestuivende insecten voorkomen de genenstroom tussen de orchideeënsoort en handhaven zo de soortgrens, "legt Schlüter uit. Aldus verschillen de seksuele lokstoffen die worden nagebootst door O. sphegodes en O. exaltata in de positie van de dubbele binding van bepaalde chemische stoffen (alkenen). Schlüter en collega's identificeren een gen waarvan het genproduct, het eiwit SAD2, dubbele bindingen invoegt in de chemische voorlopers van de alkenen.

Reproductieve barrière vanwege enkele mutaties

De onderzoekers ontdekten dat Ophrys sphegodes grotere hoeveelheden SAD2 hebben en dus meer 9-alkenen en 12-alkenen produceren dan O. exaltata. Deze alkenen trekken de bestuiver van spinorchideeën aan, maar niet die van O. exaltata. Omdat het SAD2-gen direct gerelateerd is aan het verschil in bestuivers en de bijbehorende reproductieve barrière, fungeert het als een barrière-gen met een groot effect op het aantrekken van de nuttige insecten.

De bevinding dat de reproductieve barrière slechts door enkele genen wordt veroorzaakt, suggereert dat er slechts enkele mutaties nodig zijn om nieuwe dieren aan te trekken. Dit is verder bewijs dat nieuwe soorten niet alleen worden gecreëerd wanneer planten en dierenpopulaties geografisch van elkaar worden geïsoleerd door oceanen of bergketens, zoals Charles Darwin meer dan honderd jaar geleden aannam. De wetenschappers verwachten daarom dat er in relatief korte tijd nieuwe orchideeënsoorten kunnen ontstaan. (PNAS, 2011; doi 10.1073 / pnas.1013313108)

(Universiteit van Zürich, 24.03.2011 - NPO)