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对社会行为的突变蚂蚁进化第一棚灯

Ant antennae

多孔蚂蚁检测,虽然在他们的触角毛费洛蒙。缺乏产生的研究者ESTA能力的突变体。

 

运行一个纪律严明的蚂蚁。他们组织成组本身非常具体的任务:觅食,抵御天敌,建筑隧道等协调和通信的巨大量需要实现此目的。

探索卓越的系统进化的根源,研究人员在正规网赌网址创建了第一个基因已经改变了蚂蚁,修改基因必不可少的感应蚂蚁信息素的使用来传达。结果,在蚂蚁的社会行为和他们在一个殖民地生存的能力严重不足,对社会发展的两个关键方面揭示光演示了蚂蚁的基因组编辑的可行性和实用性。

“这是众所周知,语言是通过信息素蚂蚁生产,但现在我们了解了很多关于费洛蒙如何理解,”说 丹尼尔Kronauer,头 社会进化与行为实验室。 “的方式是从孤根本不同的交互蚂蚁生物如何相互作用,我们知道与这些发现更多的有关遗传进化创建启用蚂蚁结构的社会。”

社会的开端

最重要的类蚂蚁信息素沟通的是碳氢化合物,它可以沟通的物种,殖民地,以及种姓身份生育状况。这些信息素信号由在多孔蚂蚁的触角感觉毛包含所谓的气味受体蛋白质识别特定的化学品和传递信号到大脑检测到。

在实验室Kronauer工作,由研究生为首的麦肯齐并刊登在 科学的美国国家科学院院刊, 已示出的基团的加臭剂受体基因,被称为ORS 9-外显子-α,是负责在克隆袭击者烃蚁种感测 ooceraea biroi.

麦肯齐和他同样的同事们研究了有关昆虫的基因组,以确定9 - 外显子ORS在ESTA物种的进化出现,发现有一个巨大的重复这个基因在一个相对较短进化的时间尺度:在蜜蜂的祖先蚂蚁只有ESTA基因的一至三个拷贝,克隆袭击者大约180份有蚂蚁。外显子9 ORS的大规模扩张正巧随着并发复杂的社会行为进化,这表明复制的气味受体基因是蚂蚁通信的发展至关重要。

通信中断

进一步解剖蚂蚁交流和社会行为的气味受体的作用,Kronauer实验室破坏一种叫做基因 ORCO,需要对所有的气味受体的功能。引入已知作为遗传操作技术的使用突变CRISPR-很容易。我们面临的挑战是保持突变蚂蚁还活着。

“我们必须说服殖民地接受突变体。没有如果有合适的条件下,工蚁会停止照顾幼虫和消灭他们,说:“老乡研究生华林Trible,谁领导的研究ESTA部分,在单独发布 细胞。 “一旦蚂蚁成功地做了它对成人阶段,我们几乎立即注意到他们行为的转变。”

Ant trail following

研究人员跟踪颜色编码的蚂蚁,使用算法来分析以下行为。

通常蚂蚁旅行单文件,感测通过检测由在前面的蚂蚁左信息素的路由。使用自动化系统的轨道颜色编码的蚂蚁和算法分析即运动中,研究人员观察到,在其他的行为异常,突变蚂蚁无法落在线。该发现表明,失踪的气味受体是信息素检测至关重要,因此社会组织。

缺乏气味受体的另外改变的蚂蚁的大脑的形状。这是一个惊喜,Trible说,“因为大脑解剖没有受影响 ORCO 在其他昆虫的突变体,像果蝇。我们的研究结果表明,蚂蚁有根本的区别,他们需要的功能性嗅觉受体大脑正常发展。 ESTA如何关键点感应气​​味是蚂蚁,这可能是在其他昆虫不太重要的能力。 “

现在,该实验室能够产生突变蚂蚁,Kronauer有基因的遗愿清单,探索,包括与劳工团体之间的分工。 “我们已经成功地采取了基因出来,未来我们希望把一个基因英寸我们有一个全新的世界进行探索,“Kronauer说。

Dr. 丹尼尔Kronauer

丹尼尔Kronauer
社会进化与行为实验室
助理教授

在基因,个体与群体的水平,昆虫社会Kronauer进化研究。


相关出版物

科学的美国国家科学院院刊
转录和克隆袭击者的神经解剖学牵连在化学通讯膨胀气味受体的进化枝蚂蚁
k为。麦肯齐,阿英束缚,pruneda,凡妮莎路线,和丹尼尔·J·。温度。 Kronauer

细胞
ORCO 突变导致蚂蚁触角叶肾小球的损失和社会行为障碍
韦林Trible,利奥诺拉橄榄西斯内罗斯,K是否。麦肯齐,乔纳森saragosti也不辰昌,本杰明学家马修斯,彼得河奥克斯利法案和丹尼尔·J。C. Kronauer


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