Rogue Mitocondria Turn Hermafrodita Melci Femeie: Studiu

The Scientist Magazine®

Sunii indivizi dintr-o populație de melci ai vezicii urinare în mod normal hermafrodiți (Physa acuta) și-au pierdut efectiv funcția masculină și au devenit femei, relatează cercetătorul într-o lucrare publicată pe 27 aprilie în Biologie actuală. Acest fenomen, spun ei, este legat de ADN-ul mitocondrial, care este foarte diferit de cel al hermafrodiților pe deplin funcționali ai speciei.

„Studiam diversitatea moleculară a populațiilor de melci din alte motive când am descoperit că ADN-ul mitocondrial la aceste specii era foarte eterogen, astfel încât în ​​cadrul speciei existau indivizi foarte, foarte diferiți”, coautor Patrice David., care studiază evoluția sistemelor de împerechere la CNRS din Franța, povestește Omul de știință. „O parte din indivizii din specie nu puteau fi de sex masculin”.

Un melc de vezică (Physa acuta)

Jean Pierre Pointier

Sterilitatea citoplasmatică masculină (CMS) a fost explorată în plante încă de la descoperirea sa de către botanistul german Joseph Gottlieb Kölreuter în anii 1700. Este o trăsătură transmisă matern care inhibă producția de polen funcțional la indivizii care poartă anumiți genomi mitocondriali, ceea ce declanșează moartea organelor sexuale masculine ale plantelor. Cercetările lui Kölreuter au deschis calea pentru utilizarea ulterioară a CMS în ameliorarea plantelor pentru a controla cu ușurință încrucișările. La animale, cu toate acestea, în timp ce ADN-ul mitocondrial necinstite este suspectat că uneori cauzează moartea celulelor, nu a fost până acum legat de sterilitate..

„Este foarte bine că aceasta este prima dată când este documentată”, spune Maryna Lesoway de la Instituția Scripps de Oceanografie din California despre noul studiu, în care nu a fost implicată. „Dar aș fi foarte surprins dacă nu l-am găsi la alte moluște, precum și la alte animale”, adaugă ea. „Probabil este ceva ce am putea găsi dacă începem să-l căutăm mai îndeaproape.”

În cadrul studiului, David și colegii săi au urmărit genotipurile individuale ale a 34 de melci vezici urinare în apropiere de Lyon, folosind o genă mitocondrială numită COI, care servește ca biomarker pentru studierea diversității moleculare. Ei au observat că aproximativ 15 la sută dintre indivizi au împărtășit o variantă de COI pe care cercetătorii l-au numit mitotip D pentru „divergent”. The COI secvența acestor indivizi a fost cu 26 la sută diferită de cea a membrilor rămași ai populației. „În cadrul unei specii, de obicei, ADN-ul mitocondrial este diferit cu cel mult 1%”, spune David. Procentul mare din melcii vezicii urinare „înseamnă că se întâmpla ceva foarte ciudat”, continuă el, „deci am început să ne verificăm”.

doi melci maro care se împerechează chiar sub suprafața apei

Doi melci vezicii se împerechează

Benjamin Pélissié

În timp ce au încrucișat melci de mitotip D cu melci nedivergenți pentru a vedea dacă s-ar putea încrucișa cu succes, cercetătorii au observat unele diferențe de comportament între cele două grupuri. În mod normal, melcii hermafrodiți individuali sunt la fel de probabil să preia rolul masculin sau feminin la împerechere, dar „unii [mitotype D] indivizii par complet incapabili să-și asume rolul masculin, așa că comportamentul de a fi bărbat este suprimat”, explică David. „Nu se cațără pe alți melci, deși acceptă ca alți melci să se cațără pe ei. De asemenea, ei nu produc spermatozoizi sau produc mai puțini spermatozoizi decât indivizii normali.” Cu alte cuvinte, melcii cu genomi mitocondriali divergenți au sterilitate masculină; au găsit primul exemplu de CMS la un animal.

Cercetătorii atribuie acest CMS în melci mutațiilor rapide în descendența mitocondrială, deși nu înțeleg încă mecanismele. Ei presupun că unele gene mitocondriale din melcii de mitotip D au evoluat pentru a șterge funcția masculină pentru a lăsa mai multă energie pentru funcția feminină, care transmite mitocondriile generației următoare. „Practic, genele din mitocondrii ar prefera ca reproducerea să fie în întregime prin funcția feminină și, în acest fel, sunt în conflict cu genele nucleului”, spune David.

El sugerează că descoperirea ar putea indica un sistem sexual animal necunoscut anterior. „La animale, cunoaștem specii cu sexe separate. Cunoaștem specii care sunt hermafrodite. Cunoaștem specii care își schimbă sexul în timpul vieții. Dar acesta este primul exemplu de specie care are două categorii de indivizi – hermafrodiți și femele – în aceeași specie „, spune el.

„Acest lucru este interesant din perspectiva biologiei de bază”, spune geneticianul animal Alison Van Eenennaam de la Universitatea din California, Davis, care nu a fost implicată în lucrare. Ea sugerează că sterilitatea masculină ar putea deveni un instrument util în creșterea animalelor, dacă este deja în plante.

Lesoway sugerează că această descoperire îi va ajuta pe oamenii de știință să înțeleagă mai bine cum evoluează speciile diferite sisteme sexuale. „Dacă ne uităm de fapt la diversitatea care există în lumea biologică”, spune ea, „există mult mai multe varietăți diferite de reproducere sexuală decât suntem în general familiarizați”.

Leave a Comment

Adresa ta de email nu va fi publicată.