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寄生蜂从古代病毒那里获得了毒素

了解寄生蜂如何利用古老的病毒来操纵毛毛虫的免疫系统以求生存。一个迷人的进化故事!

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在一个经典的共生故事中,研究人员发现,一种寄生蜂最有效的武器来自一种古老的病毒,该病毒可能在约一亿年前感染了它。当寄生蜂想在毛毛虫体内产卵时,它会采取措施确保一切按计划进行:连同卵一起,它会注入大量病毒样颗粒。

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这些颗粒不仅能削弱毛毛虫的免疫系统以阻止其攻击卵,还能导致瘫痪并阻止宿主化蛹——将毛毛虫变成了一个永葆青春的食物库和蜂幼的育儿所[New Scientist]。

但这种蜂毒的性质一直是一个争论的焦点。这些有毒颗粒因其与病毒相似而被命名为 polydnaviruses;它们由包裹在蛋白质中的双链 DNA 片段组成。但它们的 DNA 与任何其他已知病毒都不匹配,更仔细的分析表明,这些颗粒主要包含蜂的 DNA。这让昆虫学家怀疑,是不是这些蜂自己发明了模仿病毒的颗粒。

"出现了这样的幽灵,认为这些蜂在进行非常巧妙的基因工程,看起来就像病毒,但实际上是蜂的发明" [New Scientist] ,

首席研究员 James Whitfield 解释道。为了澄清混乱,研究人员研究了雌蜂的卵巢,这些颗粒在那里产生。在一个蜂种中,研究人员发现

22个基因与一种称为 nudiviruses 的古老病毒家族的基因相匹配……进一步的实验表明,这些基因编码了蜂 polydnavirus 毒素的关键结构蛋白[ScienceNOW Daily News]。

正如研究人员在《Science》杂志上解释的那样,这表明这些蜂在数百万年前受到了 nudivirus 的攻击,但它们找到了一种将这种情况转化为优势的方法。源自 nudivirus 的基因会产生构成病毒衣壳的蛋白质,以及

将 DNA 打包成病毒颗粒的蛋白质。病毒通常会将自己的 DNA 塞入这些衣壳中……蜂似乎已经劫持了整个系统,将[它们的]基因塞入病毒颗粒中[New Scientist]。

研究人员表示,蜂的毒性颗粒不能真正被视为病毒,因为它们不是独立的行动者;随着时间的推移,病毒 DNA 已完全整合到蜂的基因组中。

目前的情况是,蜂需要这种病毒才能生存,因为这种病毒帮助这些昆虫在毛毛虫体内产卵。这种病毒也需要蜂才能生存,因为病毒只能在蜂的卵巢中复制。病毒无法在毛毛虫体内复制,因为其所有的复制机制都在蜂体内[ScienceNOW Daily News]。

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听起来,除了毛毛虫,各方都从这次合作中得到了好处。相关内容:80beats:狡猾的毛毛虫冒充蚁后以获得工蚁保护 DISCOVER:僵尸动物和控制它们的寄生虫(图库)图片:Alex Wild/myrmecos.net

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