據(jù)外媒報道，沒有由減數(shù)分裂生殖帶來的進化遺傳變異好處，一個無性入侵物種是如何隨時間的推移適應新環(huán)境而生存的呢?在全雌性象鼻蟲物種中，只有未受精卵才能產(chǎn)生雌性后代，這種昆蟲的生存技術讓人驚訝地發(fā)現(xiàn)，這些生物可以將基因調(diào)節(jié)變化傳遞給下一代。

韋爾斯利學院的一項新研究發(fā)現(xiàn)，兩種在世界許多地方都非常常見的象鼻蟲一直在利用表觀遺傳變化來適應和應對它們所吃的植物中的不同毒素。象鼻蟲是一種入侵甲蟲。這一研究結果日前發(fā)表在《PLOS ONE》上，標題為《Host-Specific Gene Expression as a Tool for Introduction Success in Naupactus Parthenogenetic Weevils》。這一發(fā)現(xiàn)對我們?nèi)绾慰创裏o性入侵者及由于基因調(diào)控它們能有多成功具有啟示意義。

這項由 Andrea Sequeira 和 Althea Lang 生物科學教授領導的研究人員從2015年開始的五年時間里從佛羅里達、加利福尼亞和阿根廷收集了孤雌、侵入性和多食性象鼻蟲Naupactus cervinus和N. leucoloma的樣本。盡管這些象鼻蟲來自美國不同的地方，通常是通過商業(yè)途徑引進的，但它們是無性繁殖的且基因相同。然而，研究小組發(fā)現(xiàn)，它們擁有獨特的適應能力，從而可以產(chǎn)生不同的蛋白質(zhì)讓它們吃掉和消化掉各種植物--甚至是那些產(chǎn)生毒素的植物。

Sequeira跟來自韋爾斯利學院的Ava Mackay-Smith、Mary Kate Dornon、Rosalind Lucier、Anna Okimoto、Flavia Mendonca de Sousa以及布宜諾斯艾利斯大學的Marcela rodriguez、Viviana Confalonieri、Analia Lanteri和阿根廷自然科學博物館合作分析了三種基因類型的基因表達模式，他們通過識別合適的寄主植物、對寄主植物防御的短期適應和對寄主植物防御及其病原體的長期適應，這些基因類型可以介導象鼻蟲和寄主植物的相互作用。

Sequeira指出：“我們發(fā)現(xiàn)，一些寄主植物群如豆科植物，似乎對象鼻蟲更吃力并引發(fā)了復雜的基因表達反應。然而，象鼻蟲對寄主植物的反應跟其他脅迫情況如有機栽培條件和向新寄主轉化等有著許多差異表達基因，這表明存在一種進化上有利的共同基因表達機制來應對不同類型的脅迫情況。”

“我們還發(fā)現(xiàn)，母親能用這些表觀遺傳變化‘引導’她們的孩子，”該研究的論文第一作者Ava Mackay-Smith說道，“起初，我們以為這些變化只會出現(xiàn)在一代人身上。當我們研究還沒有嘴或吃植物的幼蟲時，我們發(fā)現(xiàn)了來自它們母親的相同蛋白質(zhì)和適應能力的證據(jù)。”

Sequeira指出，這一發(fā)現(xiàn)尤其重要，因為傳統(tǒng)的理解是，無論在有性生殖還是無性生殖中，在每一代之間，所有的表觀遺傳標記都被抹去，然后重新開始。

Mackay-Smith認為，更好地了解入侵性無性物種的表觀遺傳變化最終可能有助于調(diào)節(jié)或減輕它們對環(huán)境的潛在負面影響。“知道這種昆蟲的全部技能后，你可以想象，既然我們現(xiàn)在已經(jīng)識別出了不同調(diào)節(jié)的蛋白質(zhì)，你可以針對一種特定的蛋白質(zhì)設計一種靶向殺蟲劑，只清除這種象鼻蟲而不傷害其他本地昆蟲或動物。”

Mackay-Smith和Sequeira都很興奮地看到，也許遺傳變異并不是自然選擇和表觀遺傳過程中唯一一種可能會增加生物在應對壓力和其他環(huán)境挑戰(zhàn)時的進化潛力的可遺傳變異形式。

關鍵詞： 遺傳變異 入侵物種 適應環(huán)境 象鼻蟲