Раскрыт секрет адаптации колорадских жуков

05.02.2018

Американские генетики впервые расшифровали ДНК колорадских жуков и выделили в ней несколько генов, отвечающих за необычно быстрое приспособление этих насекомых к новому климату и экологии.

Колорадские жуки (Leptinotarsa decemlineata) являются одним из первых инвазивных видов насекомых, распространившихся по Земле и ставших одними из главных видов сельскохозяйственных вредителей благодаря "помощи" человека. Распространившись по США и Канаде в конце 19 века, эти жуки "мигрировали" вместе с провиантом армии Соединенных Штатов во Францию в конце Первой мировой войны, и в Германию после Великой отечественной войны.

Первые попытки уничтожить этих жуков при помощи пестицидов закончились провалом - американские "захватчики", как их называли фермеры в ГДР, быстро приспосабливались к отраве и становились неуязвимыми для действия ядов. Дополнительно проблема осложняется тем, что у колорадских жуков нет естественных врагов за пределами США, что делает их одним из самых опасных и живучих "врагов" урожая на Земле.

Шовилль и его коллеги сделали первый шаг к раскрытию тайн успеха этих жуков, расшифровав их ДНК и сравнив устройство их генома с другими вредителями и безобидными насекомыми.

Как отмечает генетик, его команду интересовало две вещи - как колорадский жук смог приспособиться к жизни в суровом климате России и других северных стран Европы за очень короткое время, и секреты его выживания при контакте с новыми типами инсектицидов.

Ученые получили ответ на первый вопрос - оказалось, что ДНК картофельных вредителей содержит в себе несколько десятков генов, отвечающих за производство очень широкого набора ферментов, способных переваривать крайне разнообразные белки и сахара. Это, как считают генетики, позволяет колорадскому жуку быть практически "всеядным" насекомым, несмотря на его узкую специализацию на картофеле и других пасленовых растениях.

С другой стороны, Шовилль и его коллеги не смогли найти генов, отвечающих за неуязвимость колорадских жуков - те участки ДНК, которые отвечают за противодействие инсектицидам, у них имеют ту же структуру и размеры, как и у остальных насекомых. Как надеются ученые, дальнейшее изучение генома поможет им понять, как именно работает эта "суперспособность" жуков.

Тем не менее, генетикам удалось нащупать "ахиллесову пяту" колорадских жуков - оказалось, что их клетки широко используют короткие молекулы РНК для блокировки действия определенных генов, что можно использовать для создания более эффективных версий инсектицидов, к которым вредители приспособятся не так быстро, как к ДДТ и прочим "убийцам колорадских жуков" прошлого.

<< Назад: Автомобильные UFS-накопители 256 Гбайт от Samsung 06.02.2018

>> Вперед: Гиперзвуковой биплан 05.02.2018

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Опасность городского смога 11.01.2022 Крупные города во всем мире страдают от смога, и он уносит жизни людей. Согласно данным ученых, только в 2019 году загрязнение воздуха привело к 1,8 миллиона смертей в мире. Моделирование, которое провели ученые, показало, что 86% жителей крупных городов - а это примерно 2,6 миллиарда людей - подвергаются воздействию мелких твердых частиц на уровнях, которые превосходят рекомендации Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ). PM2,5 - мелкие твердые частицы диаметром 2,5 микрометра или меньше - являются ведущим экологическим фактором риска заболеваний. Их вдыхание увеличивает риск преждевременной смерти от сердечно-сосудистых и респираторных заболеваний, рака легких и инфекций нижних дыхательных путей. Выяснилось, что средняя взвешенная по населению концентрация PM2,5 во всех городских районах мира в 2019 году составляла 35 микрограммов на кубический метр, что эквивалентно семикратному превышению рекомендаций ВОЗ на 2021 год. В 2019 году каждая 61 из 100 тысяч смертей во всем мире была связана с загрязнением воздуха. Примерно 55% населения мира живет в городах. В некоторых областях наблюдается как повышение, так и снижение концентрации РМ2,5 в воздухе. Так, в Юго-Восточной Азии в период с 2000 по 2019 год средняя концентрация PM2,5 увеличилась на 27%. Смертность же, связанная загрязнением воздуха, увеличилась за эти годы на 33%, с 63 до 84 на 100 000 человек. В африканских городах концентрация PM2,5 снизилась на 18%, в европейских городах - на 21%, а в городах Северной и Южной Америки - на 29%. Вместе с тем, это не привело к аналогичному снижению смертности от РМ2,5. По словам ученых, это свидетельствует о том, что другие факторы, такие как старение населения и плохое состояние здоровья людей являются важными факторами смертности, связанной с загрязнением окружающей среды. Загрязнение воздуха является одной из самых больших экологических угроз для здоровья человека, наряду с изменением климата. ВОЗ заявила о том, что проблема с загрязнением воздуха стала еще более существенной, чем раньше, и снизила максимально допустимый уровень содержания ключевых загрязняющих веществ, как, например, диоксид азота.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025