Evolusi Alternatif: Mengapa Ubah Gen Anda Sendiri Ketika Bisa Pinjam Seseorang Else's?

Ini telah menjadi prinsip dasar evolusi selama lebih dari satu abad bahwa hewan dan tumbuhan dapat beradaptasi secara genetik dengan cara membantu mereka lebih baik bertahan hidup dan bereproduksi.

Sekarang, di kertas yang akan diterbitkan dalam jurnal Science, Universitas Rochester John Jaenike biologi dan rekan dokumen contoh yang jelas tentang mekanisme baru untuk evolusi. Dalam kasus-kasus sebelumnya didokumentasikan dengan

baik evolusi, sifat-sifat yang meningkatkan kemampuan hewan untuk bertahan hidup dan berkembang biak yang diberikan oleh gen yang menguntungkan, yang binatang itu diteruskan ke keturunannya. Jaenike tim telah mencatat rentetan contoh mencolok dari bakteri menginfeksi hewan, memberikan keuntungan reproduksi hewan, dan yang lulus dari ibu ke anak. Ini hubungan simbiosis antara hewan inang dan bakteri memberikan binatang host readymade pertahanan terhadap bahaya di lingkungannya dan dengan demikian telah menyebar melalui populasi dengan seleksi alam, cara sebuah gen akan menguntungkan.

Jaenike memberikan laporan besar pertama dari pengaruh di alam liar dalam makalahnya "Adaptasi melalui simbiosis: Penyebaran terbaru dari Drosophila Defensive Simbion," tapi dia bilang ini mungkin merupakan fenomena umum yang telah terjadi tidak terdeteksi pada organisme yang berbeda untuk usia.

Selain shedding cahaya pada mekanisme evolusioner penting, temuan itu bisa membantu dalam mengembangkan metode yang menggunakan bakteri defensif untuk mencegah penyakit pada manusia.

Jaenike mempelajari spesies lalat, Drosophila neotestacea, yang menjadi steril oleh cacing nematoda parasit yang disebut, salah satu yang paling banyak, beragam, dan parasit merusak tanaman dan binatang di dunia. Nematoda menyerang wanita lalat ketika mereka masih muda dengan menggali melalui kulit dan mencegah mereka dari memproduksi telur setelah mereka dewasa. Namun, ketika lalat perempuan juga terinfeksi dengan spesies bakteri yang disebut Spiroplasma, nematoda tumbuh buruk dan tidak lagi mensterilkan lalat, Jaenike ditemukan. Dia juga menemukan bahwa, sebagai akibat dampak menguntungkan para Spiroplasma itu, bakteri telah menyebar di seluruh Amerika Utara dan cepat meningkatkan frekuensinya dalam lalat karena mereka lulus dari ibu ke anak. Pengujian diawetkan lalat dari awal 1980-an, Jaenike menemukan bahwa bakteri membantu hadir hanya sekitar 10% dari lalat di Amerika Serikat bagian timur. Pada tahun 2008, frekuensi infeksi Spiroplasma telah melompat menjadi sekitar 80%.

"Ini lalat benar-benar mendapatkan musnah oleh nematoda pada 1980-an, dan itu hanya luar biasa untuk melihat seberapa jauh lebih baik mereka lakukan hari ini. Penyebaran Spiroplasma membuat saya bertanya-tanya berapa banyak tindakan evolusi cepat yang sedang terjadi di bawah permukaan semua yang kita lihat keluar sana, "kata Jaenike.

Dia beralasan bahwa kenaikan substansial dalam infeksi Spiroplasma adalah respon evolusioner untuk kolonisasi baru-baru ini Amerika Utara oleh nematoda. Sebagai menginvasi benua nematoda, bakteri terbukti menjadi nyaman dan pertahanan yang kuat terhadap pengaruh nematoda 'sterilisasi. Sekarang, mayoritas lalat di Amerika Utara bagian timur membawa bakteri, dan infeksi bakteri tampaknya menyebar barat. Tanpa mutasi dalam gen mereka sendiri, lalat berkembang dengan pesat pembelaan terhadap suatu parasit yang sangat berbahaya hanya dengan mengooptasi organisme lain dan melewatinya dari generasi ke generasi.

"Ini merupakan kasus indah yang menunjukkan bahwa alasan utama Spiroplasma ini hadir dalam lalat adalah untuk peran pertahanan mereka," kata Nancy Moran, Profesor Fleming Ekologi dan Biologi Evolusi di Universitas Yale. Moran mempelajari peran simbion defensif di afid. "Ini simbion diwariskan adalah cara untuk host hewan untuk memperoleh pertahanan baru yang sangat cepat Salah satu cara untuk mendapatkan pertahanan yang benar-benar baru adalah untuk mendapatkan seluruh organisme daripada bermutasi gen Anda sendiri yang tidak yang beragam untuk mulai dengan.."

Jaenike kerja juga bisa memiliki implikasi untuk pengendalian penyakit. Nematoda membawa dan menularkan penyakit manusia yang parah, termasuk kebutaan sungai dan kaki gajah. Dengan mengungkapkan bukti pertama dari alam, pertahanan bakteri terhadap nematoda, bekerja Jaenike yang bisa membuka jalan bagi metode baru pengendalian nematoda. Dia berencana untuk menyelidiki bahwa prospek lebih lanjut.

Jaenike rekan penulis di kertas adalah Robert Unckless dan Lisa Boelio dari University of Rochester, dan Steve Perlman dan Sarah Cockburn dari University of Victoria di British Columbia. Pekerjaan itu didanai oleh National Science Foundation.