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欧洲玉米bore蛾发现了适应气候变化的秘密

塔夫茨大学(Tufts University)领导的一组生物学家发现了两个基因,这些基因可以通过调节其生物年钟使某些昆虫物种幸免于气候变化,而另一些则屈服。使行为,形态和其他过渡与季节同步的能力是大多数昆虫生命周期的组成部分。在今天发表在《当前生物学》上的研究中,研究人员研究了欧洲玉米bore蛾(Ostrinia nubilalis),并查明了两个昼夜节律基因per和Pdfr的变异,这两个基因使蛾的不同种群能够适应更长或更短的过渡。冬天。

在下个世纪中,冬季的长度预计将减少一个月,而且由于气候变化已经在进行,许多昆虫物种正在产生深远的影响。在某些情况下,气候变化助长了广泛的害虫范围,例如Ostrinia蛾和灯笼虫,而在其他情况下,有益的传粉媒介却减少了。该研究的作者指出,尽管昼夜节律对于昆虫适应迅速变化的环境的能力至关重要,但对该现象的潜在机制知之甚少。

较早的春季活动和从冬眠状态(休眠状态)的出现可以使昆虫种群寻找并找到有利的环境,并每年产生更多的后代,在面对快速的环境变化时,这两者都可以提高昆虫的生存能力。通过对五个滞育性不同的蛾类种群进行玉米bore基因组的广泛扫描,作者发现与这种活性相关的两个基因是基因周期(per)和色素分散因子受体(Pdfr)。作者进一步预测,在持续的全球气候变化下,强烈选择这两个基因的变异可能对适应和范围扩大很重要。

“我们现在可以开始研究其他昆虫中的这些基因,以了解变异如何与它们在冬季之前进入休眠状态以及春季'醒来'的时间变化有关,” Genevieve Kozak首先说。该研究的作者,是塔夫茨大学生物系博士后研究的主题。通过了解这些基因编码的蛋白质,我们可以开始将分子机制与昆虫行为以及对气候的生理反应联系起来。”

已知per和Pdfr都与昆虫大脑中的昼夜节律起搏器神经元相互作用,其作用是使生物活动与昼夜昼夜同步(per的研究获得了2017年诺贝尔奖)。有趣的是,在这项研究中发现这两个基因及其产物,已知可以协调短期的生物周期,对于长期的年度周期也很重要。作者建议在每日时钟和季节性计时器之间建立联系。

塔夫茨大学学院生物学教授埃里克·多普曼说:“尽管我们还有很长的路要走,但是完整的分子图可以帮助生物学家不仅了解而且可以预测和预测气候变化对不同昆虫物种的影响。”艺术与科学学院和科扎克的顾问。“我们可以利用这些信息来帮助指导保护和有害生物管理工作。”

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