基因組測序揭開身世之謎 蜜蜂祖籍原來在非洲
來自全球63個科研機構(gòu)的百余名科學(xué)家25日宣布,他們經(jīng)過4年多努力,終于破譯了蜜蜂的全基因組??茖W(xué)家說,基因密碼不僅揭示了蜜蜂的進化奧秘,也帶來不少與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人類健康有關(guān)的信息。
蜜蜂是科學(xué)家完成基因測序的第三種昆蟲。此前已經(jīng)完成基因測序工作的另外兩種昆蟲分別是果蠅和蚊子。
蜜蜂是全球最重要的授粉昆蟲,它還生成蜂蜜和蜂蠟等,因此對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有重要意義。資助這一研究的美國農(nóng)業(yè)部表示,蜜蜂每年僅為美國創(chuàng)造的經(jīng)濟效益就達近200億美元。此外,蜜蜂還是一種社會性昆蟲,是研究人類健康和社會行為的一個模型。
在研究中,科學(xué)家分析了蜜蜂16對染色體中包含的基因,其中共有約2.6億個堿基對,初步發(fā)現(xiàn)約1萬個有效基因,比果蠅和蚊子的基因總數(shù)少30%左右。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn),盡管蜜蜂極其古老、進化緩慢,但它體內(nèi)控制生理節(jié)奏、衰老、核糖核酸干擾的基因,與果蠅等昆蟲的同類基因相差較大,反而與人類等脊椎動物的同類基因更為接近。
此外,基因組分析還表明,蜜蜂控制嗅覺的基因極為發(fā)達,數(shù)量超過果蠅和蚊子的同類基因,而控制味覺的基因明顯較少,這說明,嗅覺是影響蜜蜂覓食和與同類通信的主要因素。
科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn),基因可能決定蜜蜂的社會分工。比如,工蜂神經(jīng)中樞里一些“主控基因”的開啟或關(guān)閉,會使工蜂由照料蜂王的“護工”轉(zhuǎn)變成以攻擊為主的“守衛(wèi)”。果蠅也有同樣的基因,卻沒有這些功能。
“在生物學(xué)和生物醫(yī)學(xué)方面,蜜蜂被用于許多不同的研究領(lǐng)域,其中包括過敏性疾病、老年醫(yī)學(xué)研究、神經(jīng)科學(xué)、社會習(xí)性和毒液毒理學(xué)研究等,”美國伊利諾伊大學(xué)蜜蜂研究所負(fù)責(zé)人、蜜蜂基因組測序團隊成員吉恩·魯濱遜表示。
有望解開蜜蜂社會習(xí)性之謎
據(jù)新華社電蜜蜂具有群居習(xí)性,一個蜂群由一只蜂王統(tǒng)領(lǐng),孜孜不倦勞作的工蜂數(shù)以萬計,其高度復(fù)雜的社會習(xí)性長久以來讓人類稱奇,卻無法揭開這一謎團??茖W(xué)家說,蜜蜂基因測序可能在這一過程中起到推動作用,但要實現(xiàn)這一目標(biāo),還需綜合研究蜜蜂和其他一些物種。
“從基因?qū)用鎭碇v,是什么造就了一種更高級的群居昆蟲?這是一個關(guān)于社會演進的問題。脫氧核糖核酸(DNA)序列意味著我們朝著回答這一問題邁進了一大步,”一位研究人員在評估這項成果時說。
在蜂群中,蜂王壽命是普通工蜂的10倍,每天產(chǎn)卵多達2000枚。雖然蜜蜂的大腦相對較小,但它們卻表現(xiàn)出相當(dāng)發(fā)達的認(rèn)知能力,能夠把花的顏色、形狀和香味與食物聯(lián)系起來,從而增強蜂群的覓食能力??茖W(xué)家解釋說,蜜蜂腺體能分泌一種叫做信息素的物質(zhì),并借助這種物質(zhì)來分辨其他蜜蜂的性別、社會等級和年齡。
突破蜜蜂起源傳統(tǒng)觀點
通過蜜蜂基因組測序,科學(xué)家還發(fā)現(xiàn),蜜蜂的祖先與人類祖先一樣來自非洲??茖W(xué)家們認(rèn)為,最古老的蜜蜂來自撒哈拉沙漠以南,然后逐步分布到歐亞大陸各個角落,并發(fā)生適合當(dāng)?shù)貤l件的進化,17世紀(jì)以后才來到美洲。這一發(fā)現(xiàn)突破了蜜蜂起源于歐亞大陸的傳統(tǒng)觀點。
果蠅是一種長著紅眼、雙翅、羽狀觸角芒,身體分節(jié)的黃褐色小昆蟲。它具有生活周期短、繁殖力強等特點,因而是遺傳學(xué)研究的最佳材料。
目前,科學(xué)家宣布已經(jīng)掌握了果蠅基因的全部奧秘??茖W(xué)家說,在果蠅全部的13601個基因中,他們破譯了果蠅97%的基因編碼和99%的實際基因。果蠅的基因中61%與人類相同,特別是果蠅與人類使用同樣的或是類似的基因生長發(fā)育。此外,果蠅會對酒精、可卡因和其他毒品上癮,它們睡覺與蘇醒的周期與人類也類似。
蚊子:遺傳基因有望被重組
基因密碼的暴露,使蚊子在同人類的斗爭中節(jié)節(jié)敗退。意大利科學(xué)家就試圖對蚊子的遺傳基因進行重組,讓這些貪婪的吸血者變成素食者。而英國的科學(xué)家想要把殺死瘧原蟲的基因轉(zhuǎn)入傳播此病的按蚊體內(nèi),讓它們變成瘧疾的克星。還有科學(xué)家希望利用基因的方法將蚊子人工絕育。
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