Репродуктивные клетки плодовых мушек обычно гаплоидны, что означает, что в ядре клетки имеется только одна копия каждой хромосомы вместо двух. Во время мейоза, формы деления клеток, которая создает яйцеклетки у самок и сперму у самцов, самки плодовых мушек производят яйца, содержащие только один набор хромосом — каждая хромосома в наборе может быть копией материнской хромосомы или копией хромосомы. хромосома отца. Или они могут быть смесью обеих хромосом из-за процесса, известного как рекомбинация.
В нормальных условиях каждое потомство самки плодовой мухи имеет 25-процентный шанс получить материнскую копию хромосомы, 25-процентный шанс получить отцовскую копию и 50-процентный шанс получить рекомбинантную хромосому.Теоретически, в условиях, когда организмы сталкиваются с новыми угрозами, например, со стороны паразитов или патогенов, может быть выгодно иметь потомство с большим количеством рекомбинантных хромосом. У этого потомства будет больше новых комбинаций аллелей (версий определенных генов), что повысит вероятность того, что по крайней мере некоторые из них будут хорошо адаптированы к этим угрозам.
Надя Сингх, доцент биологических наук в NC State, и ее коллега и соавтор статьи, описывающей эту работу, Тодд Шленке из Reed College, хотели узнать, выработали ли плодовые мушки такую стратегию борьбы с инфекциями, вызываемыми бактериями. или паразитические осы. Сингх и Шленке подвергли плодовых мушек воздействию двух разных патогенных бактерий, а также паразитической осе Leptopilina clavipes, которая откладывает яйца внутри личинок плодовой мухи и пожирает муху изнутри, если только ее не убивает иммунная система мухи.Результаты, опубликованные в Science, были неожиданными.
Самки, пережившие заражение бактериями или осами, произвели гораздо большую долю рекомбинантного потомства, чем контрольные, неинфицированные мухи. Выжившие матери сделали свое потомство более разнообразным.«Мы считаем, что это пример того, что было названо искажением передачи. В данном случае что-то сигнализирует этим самкам плодовых мушек произвести более высокую долю потомства с рекомбинированными хромосомами, чем обычно», — говорит Сингх. «В результате они хеджируют свои ставки, говоря генетически — создание большого количества очень разных потомков означает, что по крайней мере некоторые из этих потомков могут быть генетически лучше приспособлены к выживанию в будущих угрозах со стороны этих бактерий или паразитов».
Еще более интересным было открытие, что этот сигнал может каким-то образом передаваться, даже когда самка подвергается угрозе на личиночной стадии — задолго до начала яйцекладки (и связанной с ней хромосомной рекомбинации).«Интересно, что стрессы, возникающие на ранних этапах развития, могут влиять на репродуктивный аппарат хозяина в более позднем возрасте — мы еще не знаем, что такое инфекционный сигнал и как он сохраняется при метаморфозе», — говорит Шленке. «И нет причин думать, что этот тип репродуктивной реакции на инфекцию уникален для мух», — добавляет Сингх. «Мы хотим знать, делают ли это другие виды, потому что это представляет собой новый способ, которым родители могут влиять на потенциальную пригодность своего потомства».
