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基因组测序可以解答黄蜂行为的问题

导读 佐治亚理工学院最知名的黄蜂是由织物和泡沫制成的,但迈克·古迪斯曼教授和一个研究小组通过成功测序两种当地黄蜂物种——Vespulasquamosa(...

佐治亚理工学院最知名的黄蜂是由织物和泡沫制成的,但迈克·古迪斯曼教授和一个研究小组通过成功测序两种当地黄蜂物种——Vespulasquamosa(南部黄蜂)和Vespulamaculifrons(东部黄蜂)的基因组,揭示了更为复杂的细胞结构。

获得黄蜂的基因组序列扩展了生物学家对社会昆虫行为和进化的理解,包括由蜂后、雄蜂和工蜂组成的种姓制度的复杂性。

古迪斯曼说:“基因组对于我们提出的许多问题至关重要。”

这项研究发表在《美国昆虫学会年鉴》上,确定了不同物种的基因进化速度,古迪斯曼表示,这可以解释每种黄蜂在其群体中扮演的不同角色,以及它们在不同环境中适应和繁衍的能力。基因组的变异也将有助于科学家剖析两种当地物种之间的相互作用。

南部和东部黄蜂蜂王会繁殖出蜂群中的所有种姓成员,尽管这两个物种的交配蜂王都会在蜂群衰落后在冬季冬眠,但V.squamosa会冬眠更长时间。然后,南部蜂王会积极寻找已建立的东部黄蜂巢穴,杀死当地的蜂王,并接管她的蜂群。古迪斯曼和他的研究团队希望基因组能够为了解南部蜂王的寄生行为提供参考。

典型的蜂群可以存活6到8个月,但在某些气候条件下,蜂群可以熬过冬季,成为“超级蜂群”。这些较大的蜂群在长到沙发或汽车大小时会生出多只蜂后。古迪斯曼的团队将利用基因组寻找线索,了解这些超级蜂群如何繁衍生息多年,以及自然选择如何在这两个物种中发挥作用。

在整个研究过程中,古迪斯曼依靠佐治亚理工学院社区对社会性昆虫的共同兴趣来收集必要的样本。通过《TheWhistle》和其他校园出版物上的广告,他从教职员工和校友那里收集了黄蜂巢,此外还收集了该地区的样本。

从单个黄蜂样本中提取DNA,然后送往佐治亚大学进行DNA测序。随后,佐治亚理工学院和佐治亚大学的科学家联合分析了长度约为2亿个碱基对的基因组。

“当你得到数据时,你会得到DNA构建块的长序列。游戏的一部分是将它们像拼图一样拼凑在一起,然后我们分析序列以找出它的含义,”他说。

基因组测序完成后,研究小组便可以将当地物种与全球所有黄蜂物种进行比较。与蜜蜂不同,黄蜂不被认为是重要的传粉者,但由于它们的食物包括昆虫和腐尸,古迪斯曼解释说,了解它们在生态系统中的位置同样重要。

他非常高兴能进入一所与他一样对膜翅目昆虫感兴趣的学校。这种兴趣促使他在康奈尔大学研究果蝇等昆虫,在佐治亚大学研究火蚁,之后开始对膜翅目其他昆虫进行博士后研究。

现在,当他与佐治亚理工学院的社区成员讨论他的研究时,他发现自己回答的最多的是一个问题。他的回答总是一样的。“因为有螫针,所以Buzz在生理学上是雌性的。”

尽管他无法明确指出吉祥物会是哪种黄蜂,但古迪斯曼表示,巴兹的活泼性格更倾向于更具攻击性和魅力的南方黄蜂,V.squamosa。

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