青蛙可快速进化出农药抗性,青蛙能以比我们此前认为的更快速度发生进化

2020-04-11 作者:科技产业   |   浏览(200)

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灰树蛙能发展出对甲萘威杀虫剂的抗性。图片来源:roycedegrie/gettyimages 一些种类的青蛙能快速开启对一组常用杀虫剂的遗传抗性。近日,科学家在于... 灰树蛙能发展出对甲萘威杀虫剂的抗性。图片来源:roycedegrie/gettyimages 一些种类的青蛙能快速开启对一组常用杀虫剂的遗传抗性。近日,科学家在于马里兰州巴尔的摩市举行的美国生态学学会的一次会议上报告称,在一种情况下,树蛙能在暴露于污染环境后仅仅一代的时间里部署出此类防线。 这是首个已知的脊椎动物种群通过被称为表型可塑性的过程发展出杀虫剂抗性的例子。在这一过程中,某些基因的表达发生变化,以应对环境压力。它并不涉及通常需要很多代才能发生进化的基因本身的改变。 上述研究团队的领导者、纽约特洛伊伦塞勒复合技术研究所生态学家rickrelyea表示,青蛙的这种快速响应为三分之一面临威胁或灭绝的两栖类物种带来了希望。 “青蛙能以比我们此前认为的更快速度发生进化。”俄勒冈州立大学两栖动物生态学家andrewblaustein认为,“很可能这些惊人的发现对于物种保护具有一些实用价值,但形势是复杂多变的。就像一杯鸡尾酒,很多问题会混在一起。” 该团队最新发表的一些成果表明,生活在被污染农田附近的树蛙个体发生进化,能在自然选择通过一个被称为遗传同化的过程偏好“已开启”的表型后,持续表达这种抗性。相反,生活在无杀虫剂田地中的种群只有在暴露于低浓度的化学物质后才表现出其抗药性。 此前,科学家仅观察到极少数因表型可塑性而发生进化的其他物种,比如植物向高海拔地区转移,以适应气候变化。 relyea表示,诸如螨虫和甲虫等农业害虫——杀虫剂的既定目标——也能以同样的方式发展出抗性。理解这种抗药性如何进化出来,能帮助农民阻止害虫发展出抗性。

青蛙可快速进化出农药抗性

根据国际科学家小组收集的新遗传数据,亚洲树蛙的常见种类实际上可能是两个独立的物种。如果确认这两组青蛙是不同的物种,那么分配它们的科学名称可能需要在19世纪期间搜索日本的外国探险家的历史记录。

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在青蛙被官方认定为两个独立的物种之前,研究人员将测试来自这两个群体的个体青蛙是否具有独特的身体或行为特征,以及它们是否能产生健康的后代。

灰树蛙能发展出对甲萘威杀虫剂的抗性。图片来源:Royce DeGrie/Getty Images

该项目始于欧洲大学的研究人员将两栖动物的性别决定和种群动态研究扩展到包括亚洲物种。他们选择的树蛙种类Hyla japonica遍布日本,朝鲜半岛,中国东部和俄罗斯东部。世界各地的合作者开始从当地青蛙种群中发送遗传样本,以发现他们的进化关系。

一些种类的青蛙能快速开启对一组常用杀虫剂的遗传抗性。近日,科学家在于马里兰州巴尔的摩市举行的美国生态学学会的一次会议上报告称,在一种情况下,树蛙能在暴露于污染环境后仅仅一代的时间里部署出此类防线。

这些数据揭示了日本,朝鲜半岛和俄罗斯东部的青蛙的进化上不同的群体。现代青蛙种群的祖先可能通过两条不同的路线进出日本:从俄罗斯和日本之间的一系列岛屿上的北方,以及来自韩国和日本之间的菲律宾海板上的陆桥的南方。

这是首个已知的脊椎动物种群通过被称为表型可塑性的过程发展出杀虫剂抗性的例子。在这一过程中,某些基因的表达发生变化,以应对环境压力。它并不涉及通常需要很多代才能发生进化的基因本身的改变。

ds足球即时比分 ,日本的H. japonica种群可能已被分离成单独的东西方群体。研究人员正在通过广岛大学两栖研究中心副教授Ikuo Miura博士领导的研究项目更详细地探索这种可能性。

上述研究团队的领导者、纽约特洛伊伦塞勒复合技术研究所生态学家Rick Relyea表示,青蛙的这种快速响应为三分之一面临威胁或灭绝的两栖类物种带来了希望。

日本东西方之间的分离在其他种类的青蛙和石龙中也是众所周知的。Miura解释说,科学界没有关于究竟是什么导致东日本和西日本之间鸿沟的确切信息,但暗示了日本中部火山活动与古代盆地相关扩张的可能性。

“青蛙能以比我们此前认为的更快速度发生进化。”俄勒冈州立大学两栖动物生态学家Andrew Blaustein认为,“很可能这些惊人的发现对于物种保护具有一些实用价值,但形势是复杂多变的。就像一杯鸡尾酒,很多问题会混在一起。”

Miura和Yuya Higaki是一名四年制学士学位学生,目前正在对来自日本各地的50个日本粳稻种群进行遗传分析。他们将于11月26日在日本爬虫学会年会上展示他们的初步结果。该项目是Miura对性别决定及其对物种形成和进化的影响的更大研究兴趣的一部分。

该团队最新发表的一些成果表明,生活在被污染农田附近的树蛙个体发生进化,能在自然选择通过一个被称为遗传同化的过程偏好“已开启”的表型后,持续表达这种抗性。相反,生活在无杀虫剂田地中的种群只有在暴露于低浓度的化学物质后才表现出其抗药性。

如果H. japonica被认为是两个独立的物种,那么研究人员将难以决定哪个物种应该保留原始名称,这是由于1858年将H. japonica种群用于原始物种特征的神秘面纱。英国博物学家阿尔伯特冈瑟(Albert Gunther)在几年前(可能是1826年)由菲利普西博尔德(Philipp Siebold)和海因里希汉堡(Heinrich Burger),德国植物学家和医生(他们是第一批获准进入日本的西方人)之后检查了一个标本,命名为H. japonica。现代研究小组参观了大英博物馆,检查原始标本,但西博尔德和汉堡收集第一批日本粳稻的地点仅记录为日本。目前,

此前,科学家仅观察到极少数因表型可塑性而发生进化的其他物种,比如植物向高海拔地区转移,以适应气候变化。

Relyea表示,诸如螨虫和甲虫等农业害虫——杀虫剂的既定目标——也能以同样的方式发展出抗性。理解这种抗药性如何进化出来,能帮助农民阻止害虫发展出抗性。

《中国科学报》 (2015-08-20 第2版 国际)

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