• Sunday June 16,2019

Motte und Pflanzen treffen auf die gleiche Art und Weise, Cyanid herzustellen

Anonim

Wenn "Zyanid-Zweiwege" wie ein unappetitliches Gericht klingt, sollten Sie sich vom Vogelfuß-Kleeblatt fernhalten. Diese gewöhnliche Pflanze blüht in ganz Europa, Asien und Afrika und ihre Blätter sind mit Cyanid beladen. Die Pflanzen krabbeln oft auch mit den Raupen der Mettimatte, die auch eine toxische Dosis Cyanid enthalten

Die Gifte im Insekt sind chemisch identisch mit denen der Pflanze und werden auf dieselbe Weise produziert. Beide Arten entwickelten jedoch ihre Fähigkeiten zur Herstellung von Cyanid getrennt, indem sie eine sehr ähnliche Dreieinigkeit der Gene entwickelten. Diese Entdeckung von Niels Bjerg Jensen an der Universität von Kopenhagen ist eines der besten Beispiele für konvergente Evolution - der Prozess, bei dem zwei Arten für die Party des Lebens auftauchen, die versehentlich die gleiche Kleidung tragen.

Mehrere Studien haben kürzlich gezeigt, dass die Konvergenz sehr tief geht. Viele Tiere haben die gleichen Anpassungen getroffen, indem sie dieselben Gene verändert haben. Klapperschlangen und Boas entwickelten die Fähigkeit, Körperwärme zu erfassen, indem das gleiche Gen verändert wurde. Drei Wüstenechsen entwickeln weiße Haut durch verschiedene Mutationen zu demselben Gen. Die buchstäblich schockierenden Fähigkeiten zweier Gruppen von Elektrofischen haben dieselbe genetische Basis.

Diese Fälle sind vielleicht verständlich, da die betreffenden Arten nicht zu weit voneinander entfernt sind. Es ist vielleicht überraschender zu erfahren, dass Fledermäuse und Wale durch Veränderungen des gleichen Gens Sonar entwickelt haben oder dass giftige Spieße und Eidechsen giftige Proteine ​​auf dieselbe Weise entwickelt haben. Aber die cyanidbildenden Gene des Kleeblatts und der Motte bringen diese Unterschiede auf ein ganz neues Niveau. Hier ist ein Fall der konvergenten Evolution zwischen ganz verschiedenen Lebensbereichen!

Wenn die Raubmottenraupe die Kleeblattblätter frisst, können sie das Zyanid für ihren eigenen Gebrauch aufnehmen. Wenn Raubtiere sie bedrohen, stoßen sie das Gift in Form klebriger Tröpfchen aus. Sie können aber auch das gestohlene Gift ergänzen, indem sie ihr eigenes machen.

Sowohl die Motte als auch die Pflanze sind mit zwei Cyaniden bewaffnet, die als Linamarin und Lotaustralin bekannt sind. Sie haben einen bescheidenen Ursprung - sie bestehen aus den Aminosäuren Valin und Isoleucin, zwei der Bausteine ​​des Lebens. Das Kleeblatt verwendet drei Gene, um diese harmlosen Starter-Chemikalien in ihre tödlichen Nachkommen umzuwandeln. Jensen hat bei der Suche nach Genen aus der gleichen Familie von Burnetmottenraupen nach Genen derselben Familien gesucht, dass die Insekten mit einer ähnlichen genetischen Dreieinigkeit Linamarin und Lotaustralin produzieren.

Jensen fand heraus, dass die Motten- und Pflanzengene Proteine ​​mit ähnlicher Form produzieren, obwohl die Gene selbst unterschiedliche Sequenzen haben. Die Motten-Dreieinigkeit ist enger mit ähnlichen Genen in Seidenraupen verwandt, während die Pflanzengene eher zu Genen in der Senfkresse passen. Dies bedeutet, dass die Gene nicht von einer Spezies zur anderen gesprungen sind; Sie entwickelten sich unabhängig.

Es gibt einige andere Beispiele für die Konvergenz zwischen den Ländern, einschließlich der Fälle, in denen Pflanzen und Pilze Wege gefunden haben, dieselben Substanzen aus denselben Ausgangspunkten herzustellen. Sie kommen jedoch immer über verschiedene chemische Reaktionen dorthin. Im Vergleich dazu verwandeln sich der Motte und das Kleeblatt aus Aminosäuren durch genau die gleichen chemischen Reaktionen in Cyanide , auch wenn sie durch mehr als 1, 4 Milliarden Jahre Evolution voneinander getrennt wurden.

Referenz: Jensen, Zagrobelny, Hjerno, Olsen, Houghton-Larsen, Borch, Moller & Bak. 2011. Konvergente Evolution in der Biosynthese von cyanogenen Abwehrstoffen in Pflanzen und Insekten. Nature Communications //dx.doi.org/10.1038/ncomms1271

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  • Giftmännchen und Eidechsen entwickelten auf dieselbe Weise toxische Proteine
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  • Drei Wüstenechsen entwickeln weiße Haut durch verschiedene Mutationen zu demselben Gen
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