 |
Y-kształtne S.
poulsonii u Drosophila w próbkach hemolimfy.
Źródło: https://mbio.asm.org/content/7/4/e00881-16 licencja: CC BY
|
Kiedy myślimy o czymś w kontekście biologicznym np. płci, najczęściej odnosimy to do najbliżej nam znanego wzorca, czyli nas samych, bądź do otaczających nas ssaków, gdzie procesy płciowe odbywają się w „podobny” sposób. Jednakże są organizmy gdzie różne procesy życiowe, fizjologiczne czy biochemiczne zachodzą w sposób dla nas bardzo zaskakujący, a zarazem fascynujący. Uczymy się, że płeć człowieka jest określona od momentu zapłodnienia, dyktowana materiałem genetycznym przenoszonym przez plemniki. U innych ssaków wydaje się to odbywać w bardzo podobny sposób.
Okazuje się, że są organizmy, u
których odbywa się to w bardziej „ekstrawagancki” dla nas sposób. Zaczynamy
poznawać jak funkcjonuje biologia, życie, mimo to nie wiemy bardzo wielu
rzeczy, stąd też każde badanie naukowe to wiedza pełna ekscytacji. Dowiedzieliśmy
się, że jedną z takich „ekstrawagancji” determinowania płci u zwierząt może być
np. temperatura, co może wpływać na płeć potomstwa u gadów. Tego typu
informacje już też powoli przestają nas zadziwiać, mimo to mało kto wie, w jaki
sposób takie procesy odbywają się u insektów.
Jednym z ciekawszych przykładów może
być czynnik determinujący płeć u Drosophila melanogaster, czyli znanej
nam jako muszka owocowa. Czynnikiem tym jest Spiroplasma, czyli rodzaj
bakterii pozbawionych ściany komórkowej. Są to endosymbionty u muszek
owocowych. Niektóre gatunki Spiroplasma mogą chronić gospodarza przed
infekcjami pasożytniczymi nicieniami. Symbiont ten przenosi się w żeńskiej
linii zarodkowej, a więc z matki na potomstwo.
Obecność Spiroplasma poulsonii
w organizmie muszki owocowej prowadzi do zabijania zapłodnionych jajeczek, w
które są zapłodnione przez plemniki z chromosomem Y warunkującym płeć męską.
Taka manipulacja jest korzystna dla symbionta, dlatego że samica ma większą
zdolność rozrodczą od samca. Z tego względu, im więcej potomstwa żeńskiego wyda
samica, tym większa szansa na rozprzestrzenienie się tego drobnoustroju.
W 2018 roku odkryto podłoże
genetyczne za zabijanie samców. Gen nazwano SpAID, który powoduje
uszkodzenia DNA na męskim chromosomie X, co prowadzi do niemożliwości
uorganizowania się takiego chromosomu oraz uzyskania odpowiedniej struktury
chromatyny.
Zadawano sobie jednak pytanie jakie
inne mogą być przyczyny takiego działania tych mikroorganizmów. Przedstawiono
hipotezę, że śmierć samców może powodować, że zasoby odżywcze będą dostępne
tylko dla nich, samic, które z samcami konkurować o to nie będą musiały. Dodatkowo
samice zarażone wykazywały się większą przeżywalnością oraz czas rozwoju został
skrócony, być może właśnie w wyniku zmniejszonej konkurencji z męskim
rodzeństwem.
Jak można zauważyć, jest to
zjawisko, które nie jest stricte chorobą dla muszek owocowych. Z jednej strony
chroni przed infekcją niektórymi nicieniami, więc może być pożądaną
właściwością, z drugiej zabija samce. Jednakże, nie prowadzi to do zaburzeń,
które mogłyby doprowadzić do wyginięcia gatunku Drosophila melanogaster.
Wymaga to dalszych obserwacji i badań, na chwilę obecną obie strony tej
symbiozy czerpią korzyści.
Przykłady takich mechanizmów
determinujących płeć u organizmów, pokazują jak mało wiemy o otaczającym nas
świecie oraz to jak ciekawy potrafi on być, w porównaniu z naszym punktem
widzenia.
Grzegorz Montowski
Źródła:
- Herren,
J. K.; Paredes, J. C.; Schupfer, F.; Lemaitre, B. (2013). "Vertical
Transmission of a Drosophila Endosymbiont Via Cooption of the Yolk Transport
and Internalization Machinery". mBio.
- Herren,
Jeremy K.; Paredes, Juan C.; Schüpfer, Fanny; Arafah, Karim; Bulet, Philippe;
Lemaitre, Bruno (2014). "Insect endosymbiont proliferation is limited by
lipid availability". eLife.
- Harumoto,
Toshiyuki; Lemaitre, Bruno (2018). "Male-killing toxin in a bacterial
symbiont of Drosophila". Nature. 557 (7704): 252–255.
- Haselkorn,
Tamara S.; Jaenike, John (2015). "Macroevolutionary persistence of
heritable endosymbionts: Acquisition, retention and expression of adaptive
phenotypes in Spiroplasma". Molecular Ecology. 24 (14): 3752–3765.
- Marjorie
A.Hoy. (2013). Insect Molecular Genetics (Third Edition). Pages 419-464. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-415874-0.00010-X
