Forskere har løst mysteriet om oprindelsen af vinger i insekter

Forskere har løst mysteriet om oprindelsen af vinger i insekter
Forskere har løst mysteriet om oprindelsen af vinger i insekter
Anonim

Amerikanske biologer har bestemt, hvordan insektvinger dukkede op. Det viste sig, at i de fjerne krebsdyrsforfædre til insekter som et resultat af evolution blev segmenterne af benene tættest på kroppen en del af dets ydre skal. Senere flyttede disse segmenter sig tilbage og dannede vinger. Forskere er kommet til denne konklusion som et resultat af genomisk forskning.

Forskere ved Marine Biological Laboratory (MBL) ved University of Chicago (USA) har løst mysteriet om vingenes oprindelse i insekter. Dette er rapporteret i tidsskriftet Nature Ecology & Evolution.

Det var muligt at bestemme, hvordan insektens vinger fremkom som et resultat af genetisk forskning. Ifølge hovedforfatteren til værket, MBL -forsker Heather Bruce, var en af grundene til, at denne gåde ikke kunne løses tidligere, for sent (omkring 2010) anerkendelsen af det genetiske forhold mellem insekter og krebsdyr.

”Tidligere, alle baseret på morfologi, tilskrev alle insekter til superklassen af tusindben, som også omfatter to- og toben. Undersøgelsen af tusindben giver dog ikke et svar på spørgsmålet om, hvordan insekter dannede vinger. Derfor blev insekters vinger anset for at være nye strukturer, der optrådte i insekter og ikke har nogen analoger i deres forfædre. Og alt fordi forskerne ledte efter forfædre til insekter det forkerte sted, - sagde Heather Bruce.

Heather Bruce og hendes kolleger hævder, at for omkring 300 millioner år siden forlod insekternes fjerne krebsdyrforfædre havet på land, hvor de under indflydelse af nye levevilkår begyndte at udvikle sig. Som et resultat blev segmenterne af benene tættest på kroppen en del af den ydre skal af selve kroppen, sandsynligvis for at gøre det lettere for væsenerne at balancere. Disse segmenter flyttede yderligere til bagsiden, hvor de senere dannede vinger.

Image
Image

Insekter har inkorporeret krebsdyrbensegmenter i deres kroppe, markeret med rød (7) og pink (8). Processen på bensegmentet (8) dannede senere en vinge i insekter © Heather Bruce

For at bevise deres teori sammenlignede MBL -forskerne bensegmenterne i den lille krebsdyr Parhyale med bensegmenterne i frugtfluen og billebille. Undersøgelsen brugte CRISPR -Cas9 -metoden - "genetisk saks".

I alle undersøgte arter identificerede og "slukkede" de fælles gener, der er ansvarlige for dannelsen af bensegmenter. Krebsdyret Parhyale havde imidlertid et yderligere syvende bensegment tættest på kroppen, og forskere begyndte at lede efter spor af det hos insekter.

I litterære kilder fandt Heather Bruce en hypotese fremlagt tilbage i 1893 om, at insekter inkluderede deres proksimale (tættest på kroppen) del af benet i kroppens sammensætning. Og så opdagede hun 1980'ernes teori, ifølge hvilken disse segmenter af benene i insekter efterfølgende bevægede sig til ryggen og dannede vinger.

"Jeg var overrasket over, at disse gamle teorier blev bekræftet i mine genomiske og embryonale undersøgelser," opsummerede Bruce. Efter hendes mening ville det mangeårige mysterium have været umuligt at løse uden moderne genetiske værktøjer.

Anbefalede: