Muttergene: Die Lebendgeburten Dieser Kakerlakenart Leben In Ihrer Dna

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Ein forscher der universität von cincinnati identifiziert die gene, die in der käfer-mimikschabe in verschiedenen stadien der schwangerschaft aktiv sind.

Eine Kakerlakenart ist eine der wenigen Insekten der Welt, die einige bemerkenswerte Eigenschaften mit dem Menschen verbindet: Wie der Mensch bringen Käfer-Mimikschaben ihre Jungen zum Leben, und sie scheinen auch in der Lage zu sein, ihren Jungen Nährstoffe zuzuführen. ähnlich der Nahrung, die das Stillen beim Menschen bietet.

Nun erfährt ein Forscher, wie diese Kreaturen diese Merkmale auf genetischer Ebene entwickelt haben, und die Ergebnisse könnten dazu beitragen, das sehr säugetierähnliche Verhalten dieser Kakerlaken zu erklären.

Die Käfer-Mimikschabe (Diploptera punctata) ist nicht derselbe Schädling, den Sie vielleicht auf Ihrem Küchenboden herumlaufen sehen; Es ist eine viel kleinere Art von Schaben, die in den tropischen Wäldern der polynesischen Inseln heimisch sind. Diese Kakerlake ist auch eine der wenigen Insekten, die jung leben statt Eier legen.

"Sie tragen nicht nur ihren Nachwuchs, sondern stoßen sie auch mit einem milchigen Sekret an", sagte Emily Jennings, Doktorandin an der University of Cincinnati, Abteilung für biologische Wissenschaften und die leitende Forscherin dieses Projekts, gegenüber WordsSideKick.com. Das milchige Sekret setzt sich aus Kohlenhydraten, Eiweiß und anderen Nährstoffen zusammen, die für Kakerlaken benötigt werden, erklärte sie. [20 erstaunliche Fakten über Insekten]

Um mehr darüber zu erfahren, was passiert, wenn eine Käfer-Schabe schwanger wird, untersuchte Jennings die RNA oder Ribonukleinsäure der Insekten. Dieses Molekül speichert Informationen, die für die Ausführung aller in der DNA eines Organismus gespeicherten Anweisungen unerlässlich sind - eine Art Anweisungshandbuch mit allen genetischen Informationen eines Organismus. Während das Studium der DNA an sich für das Verständnis der Funktionsweise verschiedener Funktionen sehr wichtig ist, teilt RNA den Wissenschaftlern mit, welche Gene im Körper tatsächlich aktiv sind, so die US National Institutes of Health.

Als Jennings mit diesem Projekt begann, gab es weniger als 100 Gene, die für die Käfer-Mimikschabe identifiziert worden waren, erzählte sie WordsSideKick.com. Nun haben Jennings und ihre Kollegen mehr als 11.000 Käfer-Mimikschaben-Gene gefunden. Obwohl sie das Genom noch nicht sequenziert oder die gesamte genetische Formel entschlüsselt haben, hat Jennings begonnen, einige wenige genauer zu untersuchen, die die weibliche Schabe während der Schwangerschaft betreffen.

Sie und ihre Kollegen fanden bei der weiblichen Schabe mehrere Gene, die spezifisch mit der Schwangerschaft in Verbindung standen. Es gab viele Gene, die mit dem Stoffwechsel in Verbindung stehen - Funktionen wie der Fettstoffwechsel und der Stoffwechselweg des Stickstoffs, die eindeutig während der Schwangerschaft zum Ausdruck kamen, sagte Jennings.

Für die Wissenschaftler ist es wichtig zu verstehen, wie der Stoffwechsel während der Schwangerschaft funktioniert, da sie bestimmt, wie bestimmte Nährstoffe im weiblichen Körper gespeichert werden, um die sich entwickelnden Nachkommen zu ernähren. Laut Wissenschaftlern an der University of Cambridge glauben Wissenschaftler zum Beispiel, dass sich der Stoffwechsel schwangerer Frauen ändert, um Proteine ​​in den Muskeln aufzubauen. Sie fanden auch ein Protein, das mit der erfolgreichen Produktion der milchigen Sekretion der Mutterschabe zusammenhängt.

In früheren Forschungen fanden Forscher heraus, dass es in Insekten einige juvenile Hormone gibt, die eine große Rolle bei der Entwicklung und Fortpflanzung spielen, und fast alle biologischen Funktionen von Insekten. Das Hormon hemmt vollständig die Produktion der milchigen Sekretion, sagte Jennings.

Jennings und ihre Kollegen haben jetzt ein viel klareres Verständnis dafür, was in den verschiedenen Stadien der Käfermimik der Kakerlake vorgeht.

Jennings hofft, dass ihre Forschung die Voraussetzungen dafür geschaffen hat, eine ganze Genomsequenz für diese Schabenart zu beginnen. Sie sagte, sie hoffe, dass es dabei helfen werde, ein interessantes Fortpflanzungspuzzle in der konvergenten Evolution aufzudecken - lebende Organismen, die unabhängig voneinander dieselben Merkmale entwickeln. In diesem Fall haben die Käfer-Mimikschabe und die Säugetiere sich zu jungen Lebzeiten entwickelt, jedoch auf verschiedenen Zweigen des Evolutionsbaums.

"Die Fortpflanzung, bei der die Mutter lebend geboren wird, hat sich 200 Mal unabhängig im Tierreich entwickelt", sagte Jennings. Biologen wissen schon lange davon, wissen aber immer noch nicht genau, wie es passiert, sagte sie.

Jennings möchte auch einige Rätsel aufdecken, was für ein Insekt erforderlich ist, um erfolgreich Lebende zu gebären und Nachkommen aufzuziehen. "Die Fortpflanzung von Lebendgeburten kann die Mutter und die Babys nach ihrer Geburt langfristig beeinflussen", sagte Jennings. "Babys sind gierig. Und die Mutter möchte ihnen alles geben, was sie kann, während sie gleichzeitig ihre eigene Gesundheit und Fitness behält."

Wenn Wissenschaftler verstehen können, wie sich diese Belastungen und Belastungen auf schwangere und Mutterschaben auswirken, könnte es möglich sein, dieses Phänomen bei Säugetieren oder anderen Insekten zu modellieren, sagte Jennings gegenüber WordsSideKick.com.

Jennings präsentierte ihre Ergebnisse am 7. Januar auf dem nationalen Treffen der Society for Integrative and Comparative Biology in Portland, Oregon.

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