Lalat buah Drosophila Busckii dapat mendeteksi dan berkembang di sumber makanan beracun
Kemampuan untuk mentolerir zat beracun dapat membantu hewan menemukan sumber makanan baru dan berkembang di ceruk ekologis tertentu. Para peneliti di Max Planck Institute for Chemical Ecology di Jena sekarang telah menemukan bahwa lalat buah Drosophila Busckii telah mengembangkan toleransi terhadap senyawa sulfur beracun dimethyldisulfide. Meskipun gas berbahaya bagi banyak serangga lainnya, Drosophila Busckii Menggunakan preferensi khusus untuk senyawa ini untuk menemukan makanan dan bertelurnya. Toleransi terhadap senyawa ini dianggap karena perubahan kompleks enzim dalam lalat yang biasanya rusak oleh dimethyldisulfide pada serangga lain. Drosophila Busckii Oleh karena itu dapat menjadi model yang berguna untuk mempelajari evolusi resistensi terhadap gas beracun dan menjelaskan adaptasi ekologis.
Lalat buah Drosophila melanogaster dikenal sebagai hama buah, terutama di musim panas. Ini banyak digunakan dalam penelitian dan telah menjadi salah satu organisme model terbaik untuk studi penciuman dan penyakit. Spesies lalat buah lainnya jauh lebih sedikit dipelajari. Fakta bahwa beberapa dari mereka dapat menjajah dan bertahan hidup di habitat yang sangat berbeda membuat mereka tidak kurang menarik untuk dipelajari.
Tim peneliti dari Departemen Neuroetologi Evolusi di Max Planck Institute for Chemical Ecology kini telah mengalihkan perhatiannya ke spesies lalat buah Drosophila Busckii. Literatur yang jarang tentang habitat alami Drosophila Busckii menunjukkan preferensi untuk sayuran yang membusuk, yang beracun bagi spesies lain. “Berbeda dengan spesies lalat buah lainnya yang telah beradaptasi dengan sumber makanan beracun dengan cara yang sangat dirancang, Drosophila BusckiiDistribusi di seluruh dunia menjadikannya model yang sangat baik untuk mempelajari mekanisme toleransi terhadap zat beracun. Ini juga memberikan kesempatan unik untuk mempelajari adaptasi evolusioner dan bergeser dalam yang benar -benar belum dijelajahi Drosophila Subgenus, “kata penulis pertama Venkatesh Pal Mahadevan.
Tujuan tim adalah untuk mengidentifikasi sumber makanan pilihan lalat dan bau spesifik yang menentukan preferensi ini. Mereka juga ingin memahami mekanisme detoksifikasi yang memungkinkan lalat untuk bertahan hidup pada substrat beracun.
Dimethyldisulfide sebagai senyawa kunci
Menggunakan kombinasi metode penelitian – mengidentifikasi volatil yang berbeda dalam substrat tanaman yang membusuk, mengukur respons sensilla individu pada antena lalat terhadap bau, dan menguji perilaku lalat terhadap bau yang berbeda – tim mengidentifikasi senyawa kunci tunggal, dimethyldisulfide (DMDSUL ). “Senyawa ini dapat digambarkan sebagai faktor kunci dalam kehidupan Drosophila Busckii. Lalat ini jelas lebih suka substrat yang melepaskan DMD. Yang sangat luar biasa adalah bahwa ia dapat mendeteksi bahkan konsentrasi DMD yang sangat rendah dan menggunakannya sebagai isyarat penciuman untuk bertelur, “jelas Venkatesh Pal Mahadevan.
DMDS adalah senyawa belerang berbau tidak menyenangkan yang tersebar luas di alam dan beracun bagi banyak serangga. Namun, baik larva dan orang dewasa Drosophila Busckii dikembangkan secara normal pada makanan yang mengandung senyawa DMDS. Sebaliknya, spesies lalat buah lainnya, termasuk Drosophila melanogastertidak dapat bertahan hidup dengan diet yang mengandung DMD. Toleransi DMDS Drosophila Busckii tampaknya menjadi pengecualian antara Drosophila jenis.
Kemampuan Drosophila Busckii untuk berkembang dalam ceruk makanan beracun adalah keuntungan penting yang memungkinkannya untuk menempati habitat di mana yang lain Drosophila Spesies tidak dapat bertahan hidup. Para peneliti berhipotesis bahwa adaptasi unik ini telah membantu mengurangi persaingan antar spesies, memberi Drosophila Busckii Akses ke sumber daya eksklusif.
Kompleks enzim menentukan toleransi DMDS
Efek toksik DMD biasanya dimediasi oleh enzim sitokrom c’oxidase (COX). Oleh karena itu tim Jena menyelidiki apakah perubahan dalam kompleks enzim ini bertanggung jawab Drosophila Busckii-S ketidakpekaan terhadap DMD. Studi perbandingan pada tingkat genetik dengan 200 spesies lalat lainnya dari keluarga Drosophilidae menunjukkan bahwa Cox diubah Drosophila Busckii dan beberapa spesies lainnya. “Hasil percobaan kami dengan spesies lain, yang juga menunjukkan perubahan dalam kompleks enzim ini, menunjukkan bahwa toleransi DMD Drosophila Busckii kemungkinan didasarkan pada ketidakpekaan sitokrom oksidase mitokondria, “kata Venkatesh Pal Mahadevan.
Dengan adaptasi ekologis yang unik terhadap sayuran yang membusuk, Drosophila Busckii bukan hanya model yang ideal untuk mempelajari konsep -konsep ekologis penting seperti partisi niche dan kompetisi. Ini juga merupakan model yang menjanjikan untuk mempelajari toleransi racun. Mekanisme Cox juga terlibat dalam deteksi gas beracun lainnya seperti karbon monoksida dan sianida. Ini membuat Drosophila Busckii Sistem yang kuat untuk menjelaskan adaptasi molekuler dan fisiologis ke lingkungan beracun.
-Studi kami adalah contoh yang sangat baik dalam menggunakan teknik ekologi kimia klasik untuk mengungkap adaptasi evolusioner pada spesies serangga yang sepenuhnya belum dijelajahi. Hasil yang menarik menggarisbawahi potensi genus Drosophila Sebagai alat yang kuat untuk penelitian lebih lanjut, terutama pada spesies yang menempati ceruk ekologis yang unik dan beragam,- kata Bill Hansson, kepala Departemen Neuroetologi Evolusi dan salah satu penulis utama.
Preferensi dan resistensi terhadap sulfur volatil beracun membuka ceruk yang unik di Drosophila Busckii
