Adaptation rapide chez les mouches des fruits
Adaptation rapide chez les mouches des fruits. Vous pensez que le développement est un processus lent et graduel ? Informez-en les mouches des fruits. Dans un tout nouveau rapport de Recherche scientifique, des chercheurs du College of Pennsylvania ont utilisé une expérience de terrain réglementée pour signaler que les mouches se sont rapidement adaptées aux conditions écologiques changeantes avec des changements dans tout leur génome et dans une suite de caractéristiques physiques.
Les modifications de 60% du génome des mouches
Tout au long de l’expérience, qui n’a duré que quatre mois, les chercheurs ont documenté des modifications de 60% du génome des mouches. Avec cette surveillance directe de l’ajustement rapide et constant en réponse au réglage – une sensation appelée suivi flexible – les biologistes ont développé une nouvelle norme pour savoir comment penser l’échelle de temps du développement.
« C’était une idée fascinante, mais supposée peu probable, jusqu’à ce que nous la révélions », déclare Paul Schmidt, professeur de biologie au Penn’s College of Arts & Sciences et écrivain âgé sur le papier.
« Ce qui rend cela si excitant, c’est la résolution temporelle avec laquelle nous voyons des procédures de transformation en temps réel », déclare Seth Rudman, co-auteur principal de la publication qui a effectué le travail comme boursier postdoctoral à Penn et est actuellement professeur adjoint à l’Université de l’État de Washington.
Adaptation rapide chez les mouches des fruits: à quelle vitesse
Il est reconnu depuis longtemps que le développement peut se dérouler rapidement chez les mouches des fruits brèves et à reproduction rapide. Mais précisément à quelle vitesse a continué à être concerné, en particulier si plusieurs caractéristiques peuvent progresser les unes avec les autres, continuer, en réponse à des changements écologiques temporaires.
Dans des études de recherche antérieures dans des vergers de la région de Philadelphie, Schmidt, ainsi que ses collègues, avaient constaté que les mouches des fruits existaient au début de la saison de croissance étaient entièrement différentes de celles qui bourdonnaient à la fin de l’ automne dans les procédures de résistance au stress et à l’anxiété. La santé reproductive et la forme physique, comme même la coloration. Mais, cette étude n’a pas pu supprimer la possibilité que toutes les nouvelles mouches pénètrent dans la population, provoquant des changements remarquables.
Pour réglementer plus étroitement les situations de leurs études, le groupe a établi un verger expérimental situé sur une parcelle de terrain à Pennovation Functions, à une courte distance de l’école primaire de Penn.
De nombreuses unités permettent aux participants du laboratoire de Schmidt d’examiner les mouches dans des conditions écologiques réelles. Excellentes, chaleur, pluie, tout en empêchant les mouches d’entrer ou de sortir. Par conséquent, les bogues dans les enceintes à la fin d’une expérience sont connus pour être les descendants directs de ceux libérés directement dans l’unité au début de l’étude.
Suivi du développement
Adaptation rapide chez les mouches des fruits. Les scientifiques ont commencé l’enquête actuelle en lançant 1 000 mouches des fruits Drosophila melanogaster dans 10 chambres en juillet 2014. Après cela, les mouches ont été nourries avec les mêmes régimes alimentaires, mais où bien confier à leurs propres outils. À l’optimum de l’expérience, chaque population était passée à environ 100 000 personnes.
Une fois par mois, le groupe a retiré des mouches spécifiques et 2 500 œufs de chaque enclos, les a élevés séparément, puis les a évalués pour six attributs physiques différents régis par de nombreux gènes, tels que le succès reproducteur et une excellente tolérance.
En plus de cela, tout au long de chacune de ces vérifications mensuelles, les chercheurs ont arbitrairement sélectionné 100 mouches de la population de chaque enclos. Et, ont séquencé leurs génomes comme groupe regroupé. Ils ont pu obtenir une photo des régularités des allèles transformants. Les variations en différents points du génome – dans le temps.
La preuve simultanée des informations physiques et du génome était claire : les mouches progressaient, s’adaptaient à leur atmosphère et le produisaient plus rapidement que ne l’avait jamais mesuré auparavant.
« Nous voyons que les populations peuvent suivre les différences d’atmosphère », déclare Schmidt. “Ce n’était pas une réponse à une occasion solitaire et prudente, telle qu’une sécheresse. Les populations progressaient et changeaient continuellement tout au long de l’expérience.
Adaptation rapide chez les mouches des fruits: modification du réglage
Parce que les mouches sont de courte durée, la durée du moment d’une poignée de semaines entre chaque évaluation équivalait à une à quatre générations de mouches, soit environ dix générations tout au long de l’expérience.
L’ampleur de l’adaptation était imprévue, avec plus de 60 % du génome des mouches se développe directement ou entraîne tout au long de l’expérience. Schmidt et Rudman gardent à l’esprit que cela ne suggère pas que le choix du transformateur agit sur plus de la moitié du génome. Certains ADN sont entraînés lorsque d’autres composants changent dans un processus appelé “ébauche génétique”.
Mais, ce qui a rendu les recherches particulièrement intéressantes, c’est que les instructions d’ajustement ont changé plusieurs fois, oscillant comme une pendule à mesure que les conditions écologiques se transformaient.
« Croire qu’une qualité peut évaluer lors d’une multitude de semaines, puis inverser la direction le mois suivant. C’était extrêmement surprenant », dit Rudman. “Cela brosse un tableau d’adaptation et de choix dynamiques. La direction de la sélection naturelle change, les cibles changent et elles changent vraiment.
Le taux d’adaptation
Les études précédentes, expliquent ainsi les scientifiques, auraient bien pu ignorer le taux d’adaptation. Car, elles considéraient uniquement les modifications génomiques entre 2 facteurs relativement éloignés à l’époque, disons, A ainsi que B. En regardant de manière répétitive comme généralement le Même population, cette expérience a été créée pour révéler ce qui s’est passé entre les deux. Un parcours sinueux d’adaptation de A à B à C et de retour à B. Des variations qui auraient été sinon imperceptibles.
Bien que les mouches des fruits se reproduisent sur un temps beaucoup plus comprimé que les êtres humains, les chercheurs affirment que leurs recherches ont une signification pour les espèces à vie plus longue et à régénération plus lente, comme les humains.
« Je pense certainement que ces procédures se produisent dans divers organismes. Cependant, ils sont plus difficiles à déterminer sur les plages de temps correctement », assure Schmidt. “Ainsi, pour les mouches des fruits, le stress à ajuster peut-être lié aux saisons, mais également pour les humains, peut-être la modification de l’environnement, l’agriculture. L’utilisation du lait comme source de nourriture. Cela pourrait être un phénomène général. Le problème est maintenant à nous d’identifier la plage de moments sur laquelle cela se produit.
L’étude de recherche
Rudman et Schmidt ont coécrit ainsi l’article avec Subhash Rajpurohit de Penn, Nicolas J. Betancourt, Jinjoo Hanna et Sharon I. Greenblum du Stanford College, Susanne Tilk, Tuya Yokoyama, ainsi que Dmitri A. Petrov. Rudman, Greenblum, comme Rajpurohit ont partagé la toute première paternité.
Paul Schmidt est enseignant et titulaire d’une chaire de premier cycle à la Division de biologie de l’Institut des arts. Et, des sciences de l’Université de Pennsylvanie.
Seth Rudman est professeur adjoint à la School of Biological Sciences du Washington State College. Auparavant, il était boursier postdoctoral à l’Université de Pennsylvanie.
L’étude de recherche a été soutenue par les National Institutes of Health and Wellness (subventions GM100366, GM137430 et également GM118165).
Ressource d’histoire :
Produits fournis par le College of Pennsylvania. Remarque : le matériau peut être modifié pour la conception ainsi que la longueur.
Recommandation de revue :
Seth M. Rudman, Sharon I. Greenblum, Subhash Rajpurohit, Nicolas J. Betancourt, Jinjoo Hanna, Susanne Tilk, Tuya Yokoyama, Dmitri A. Petrov, Paul Schmidt. Observation directe du suivi adaptatif aux échelles de temps écologiques chez la drosophile. Sciences, 2022 ; 375 (6586) DOI : 10.1126/ science.abj7484.
Connexes: “La Consommation de Microplastiques“
