Недавно секвенированные геномы шершней могут помочь объяснить успех вторжения

Геномы двух видов шершней, европейского шершня и азиатского шершня (или желтоногого шершня), были впервые секвенированы группой ученых под руководством ученых UCL (Университетского колледжа Лондона).

Сравнивая эти расшифрованные геномы с геномом гигантского северного шершня, который недавно был секвенирован другой командой, исследователи обнаружили подсказки, объясняющие, почему шершни были настолько успешными в качестве инвазивных видов по всему миру. Их работы опубликованы в Научные отчеты.

Шершни — самые крупные из социальных ос; они играют важную экологическую роль как главные хищники других насекомых. В своих родных регионах они являются естественными борцами с вредителями, помогая регулировать популяции насекомых, таких как мухи, жуки, гусеницы и другие виды ос. Эти услуги имеют решающее значение для здоровых, функциональных экосистем, а также для сельского хозяйства.

Но шершни также имеют тенденцию быть очень успешными как инвазивные виды. Они могут обосноваться в районах, для которых они не являются аборигенными, и нанести потенциально огромный экологический и экономический ущерб, охотясь на важных опылителей, таких как медоносные пчелы, дикие пчелы и журчалки.

Чтобы лучше понять, как эти виды так успешно расширили свой ареал, международная группа ученых исследовала геномы трех видов шершней.

Последовательность генома — это набор инструкций — генетический код, — который создает вид. Сравнение геномов разных видов может дать представление об их биологии: их поведении, эволюции и том, как они взаимодействуют с окружающей средой.

Исследователи недавно секвенировали геномы местного европейского шершня Vespa crabro — важного крупного хищника, охраняемого в некоторых частях Европы, — и инвазивного азиатского шершня с желтыми ногами Vespa velutina, который обосновался на большей части территории Европы за последние годы. последние 20 лет угрожает местным экосистемам, и иногда его видели в Великобритании. Исследовательская группа сравнила их с геномом гигантского северного шершня Vespa mandarinia — вида, известного своей ролью в борьбе с вредителями, опылителем и поставщиком пищи в своем родном азиатском ареале. Это недавнее прибытие в Северную Америку, где оно может угрожать местной фауне.

Анализируя различия между тремя родственными видами, исследователи смогли определить гены, которые быстро эволюционировали с тех пор, как эти виды дифференцировались от других ос и друг от друга, и обнаружили некоторые заслуживающие внимания гены, которые быстро развиваются, особенно в отношении коммуникации и обоняния. (запах).

Первый автор исследования, доктор Эмелин Фавро (Центр биоразнообразия и окружающей среды UCL), сказала: «Мы были рады найти доказательства быстрой эволюции генома в геномах этих шершней по сравнению с другими социальными насекомыми. Многие гены были продублированы или мутированы. ; они включали гены, которые, вероятно, участвуют в общении и восприятии окружающей среды».

Эволюция генома позволяет организмам адаптироваться к окружающей среде и максимально использовать ее, развивая новое поведение и физиологию.

Соавтор доктор Алессандро Чини, который начал работу в UCL до того, как перешел в Пизанский университет, сказал: «Эти результаты захватывающие, поскольку они могут помочь объяснить, почему шершни так успешно создают новые популяции в неаборигенных регионах. .

«Люди случайно заносят шершней в разные части мира. Все, что нужно, — это транспортировать небольшое количество спаренных маток, возможно, спрятанных в грузе. Геномы предполагают, что шершни имеют множество генов, участвующих в обнаружении и реагировании на химические подсказки — они могут помочь им особенно хорошо адаптироваться к охоте на разные виды добычи в неаборигенных регионах».

Старший автор профессор Сейриан Самнер (Центр биоразнообразия и окружающей среды Калифорнийского университета в Калифорнии) сказал: «Геномы этих шершней — только начало. Геномы более 3000 видов насекомых теперь секвенированы усилиями всего мира, но осы представлены среди них недостаточно. .

«Геномы рассказывают нам об аспектах экологии и эволюции, недоступных другим методам. Эволюция снабдила этих насекомых невероятным генетическим набором инструментов, с помощью которых они могут использовать окружающую среду и охотиться на свою добычу».

Вооружившись этими новыми геномами, ученые надеются помочь улучшить управление популяциями шершней, как для их экосистемных услуг в качестве средств борьбы с вредителями в естественных зонах, так и для экологических угроз в регионах, где они являются инвазивными.