Eine Reise zu den Ursprüngen von Wespen, Bienen und Ameisen
In einer in der Fachzeitschrift Genome Biology and Evolution veröffentlichten Studie haben Schweizer, amerikanische und französische Forscher eine vergleichende Analyse der Genommerkmale der Weizenstielblattwespe Cephus cinctus durchgeführt, einer landwirtschaftlich bedeutenden Blattwespe und einer evolutionär einzigartigen Gruppe. Tatsächlich bildet Cephus eine eigenständige Linie von Blattwespen, die früh während der Radiation der Hymenoptera – der „membranflügeligen” Insekten, zu denen Bienen, Ameisen und Wespen gehören – entstanden ist.
An der internationalen Forschungsarbeit waren Partner der University of Illinois und der Montana State University in den USA beteiligt – Regionen der nordamerikanischen Graslandschaften, in denen diese Sägefliege ein bedeutender Schädling für Nutzpflanzen ist. Die Studie wurde von Wissenschaftlern der SIB an der Universität Lausanne unter der Leitung von Robert M. Waterhouse und den Mitgliedern Livio Ruzzante und Maarten J. M. F. Reijnders durchgeführt.
Eine Frage des Geschmacks und Geruchs
Insekten können dank Chemorezeptoren chemische Substanzen in ihrer Umgebung wahrnehmen – sei es über den Geruchs- oder den Geschmackssinn. Hinweise darauf, wie ein Schädling wie die Weizen-Sägewespe eine bestimmte Wirtspflanze erkennt und auswählt, könnten daher in den Genen liegen, die für Chemorezeptoren kodieren.
Um mehr darüber zu erfahren, führte das Team eine umfassende manuelle Annotation der im Genom kodierten Mitglieder der Chemorezeptor-Genfamilie durch. Dabei identifizierten sie zahlreiche Geschmacks-, Geruchs- und ionotrope Rezeptoren sowie Geruchsbindungsproteine. Phylogenetische Analysen ergaben, dass Cephus nur wenige Vertreter der meisten wichtigen Unterfamilien von Chemorezeptoren besitzt, was im Gegensatz zu Wespen, Ameisen und Bienen (Apocrita) steht, deren Genome eine extrem hohe Anzahl dieser Gene enthalten.
Wichtig ist, dass im Genom der Blattwespe Mitglieder mehrerer Unterfamilien von Chemorezeptor-Genen gefunden wurden, die bei Apocrita-Arten fehlen, was darauf hindeutet, dass diese tatsächlich im Vorfahren der Hautflügler vorhanden waren.
Diese vergleichenden Analysen bieten daher eine neue Perspektive auf die Evolution des chemosensorischen Genrepertoires von Insekten und liefern Einblicke in die möglichen sensorischen Mechanismen, die Sägefliegen zur Auswahl ihrer Wirtspflanzen einsetzen.
Reference(s)
Robertson HM, Waterhouse RM, et al. Die Genomsequenz der Weizenstielblattfliege Cephus cinctus, die eine früh verzweigte Linie der Hymenoptera darstellt, gibt Aufschluss über die Evolution der Chemorezeptoren der Hymenoptera. Genome Biology and Evolution.
