生命发现一种方式：无形的象鼻虫知道如何适应

又一天晚上，当我准备好吃晚餐时，我拿起了一包阿尔博里奥米，并在袋子的一侧注意到了一个洞。关于撕裂的事情是不寻常的，但它似乎就像它从里面撕裂一样。我削减了打开包装来调查，他们是：几十个象鼻虫在未煮过的谷物谷物周围蜂拥而至。

我不应该惊讶，因为，杰夫戈尔布鲁姆解释侏罗纪公园，象鼻虫找到了一种方法。新研究安德里亚·塞奎拉戈登和Althea Lang的26位生物科学教授，以及来自Wellesley和布宜诺斯艾利斯大学的一组科学家向我们展示了这一点。

象鼻虫是世界上许多地方常见的入侵性甲虫，它们擅长适应环境和环境。一些象鼻虫物种都是无性和雌性的，它们只从未受精的卵中产生雌性后代，但随着时间的推移，它们仍能适应自己的环境，尽管当后代接收到来自两个不同父母的染色体时，它们没有获得伴随减数分裂繁殖的进化遗传变异的好处。塞奎拉和她的团队研究的重点是他们如何做到这一点。

他们发现象鼻虫能够消化所吃植物中的不同毒素。他们的研究结果发表在公共科学图书馆一号这对我们如何理解无性入侵者，以及由于基因调控，它们能取得多大的成功具有重要意义。Sequeira和Ava Mackay Smith'20、Mary Kate Dornon'17、Rosalind Lucier'22、Anna Okimoto'19、Wellesley生物科学实验室专家Flavia Mendonca de Sousa和生物科学助理教授Martina Königer收集了Naupactus cervinus.和N. Leucoloma从2015年开始的五年时间里，来自佛罗里达州、加利福尼亚州和阿根廷。尽管这些象鼻虫来自不同的地方，通常是通过商业引进的，但它们是无性的，基因相同。然而，研究小组发现，它们具有独特的适应能力，能够产生不同的蛋白质，使它们能够食用和消化各种植物，甚至那些产生毒素的植物。

在布宜诺斯艾利斯大学，以及所有的妇女，他们的团队分析了象鼻虫中基因表达的模式，观察三种基因类别，通过鉴定合适的寄主植物，短期驯化寄主植物防御，以及长期适应寄主植物防御及其病原体，可以介导象鼻虫寄主植物相互作用。

“我们发现一些宿主群体（如豆类）似乎更加征税，并引发复杂的基因表达反应，”Sequeira说。“然而，象鼻虫响应税收或困难的宿主工厂的方式与其他压力情况相匹配许多方面，例如对有机宿主植物喂养并转变为新的宿主。这表明我们致力于拨打或贬低某些基因或基因类别表达的一套常见的进化良好方式，以应对不同类型的压力情况。“

主要作者麦凯·史密斯说：“我们还发现，母亲们能够通过这些表观遗传变化来‘孕育’自己的孩子。”。（表观遗传变化是由一个人的行为或环境的影响引起的，而不是DNA中的基因变化。）“最初，我们认为这些变化只会在一代人中出现。当我们研究尚未有嘴或食用植物的幼虫时，我们发现了来自其母亲的相同蛋白质和适应的证据。”

Sequeira注意到这一发现尤为重要，因为它以前认为在性和无性繁殖中，所有表观遗传标记都是在几代内擦除，每一代开始都会删除。Sequeira比较了最近推出的遗传变异介绍了象鼻虫，以打包一个行李箱旅行 - 你只会在你的包里拿着衣服，而不是你在家里的整个衣柜里有的话。But instead, she said, “These introduced mothers are essentially giving their offspring a pep talk, and preparing them for the harsh realities of the herbivorous insect world in their new home, by passing down these gene regulation ‘tips’ from one generation to the next.” It’s as if you went to a craft store while on that trip and bought ribbons or sequins to stitch onto the clothes you packed to make them more appropriate for the place you are visiting.

麦凯·史密斯（Mackay Smith）认为，更好地理解入侵无性物种的表观遗传变化，最终可能有助于调节或减轻它们对环境、本地植物或作物的潜在负面影响。她说：“了解这种昆虫的种类后，你可以想象，既然我们现在已经确定了受不同调控的蛋白质，你可以针对特定的蛋白质，设计一种靶向杀虫剂，只清除该种类的象鼻虫，而不会伤害其他本地昆虫或动物群。”。

麦凯·史密斯（Mackay Smith）和塞奎拉（Sequeira）都很兴奋地看到，遗传变异可能不是自然选择作用的唯一可遗传变异形式，表观遗传过程可能会增加生物体的进化潜力，以应对压力和其他与气候变化相关的环境挑战。

至于我，下次我在一袋大米里发现象鼻虫时，我不会感到害怕；相反，我会惊奇地看着她。