en grunnleggende queen acacia-ant kutter sitt første inngangshull i den hovne tornet der hun vil starte sin koloni, den første tornen laget av denne unge frøplantemyren i Veracruz, Mexico, 1962.
Dan Janzen
I løpet av sine doktorgradsstudier på 1960-tallet beskrev Dan Janzen, Nå Thomas G. Og Louise E. DiMaura Term Chair I Institutt For Biologi, det som har blitt et klassisk eksempel på biologisk mutualisme: det obligatoriske forholdet mellom akacia-maur og deres vert akacia trær. Acacia trær produsere spesialiserte strukturer for å ly og mate maur koloni, og maur, i sin tur, forsvare treet mot planteetere.
i en nylig studie I Proceedings Of The National Academy Of Sciences avdekker kolleger Av Janzen i biologiavdelingen en genetisk mekanisme som programmerer plantesiden av ant-acacia-forholdet. Scott Poethig, John H. Og Margaret B. Fassitt Professor I Biologi, Og Aaron Leichty, GR’18, viste at disse artene av akacia utvikler egenskapene som er nødvendige for å mate myrkolonien—hule hovne torner for å huse dem, og nektarier og næringsrike brosjyretips kalt Beltian-legemer for å mate dem—som en del av et aldersavhengig fenomen i planteutvikling.
«det er en kostnad forbundet med å lage disse egenskapene,» sier Poethig, seniorforfatter på rapporten, » men anlegget trenger dem, ellers er det en goner. Så det skjer en bytte. Og det vi fant er at disse egenskapene ser ut til å ha utviklet seg på baksiden av en eksisterende vei som styrer en utviklingsovergang i planter.»
Leichty, nå en postdoktoral forsker Ved University Of California, Davis, sier, » da vi gravd inn i litteraturen, fant vi ut at mange planteforsvarsstrategier er aldersavhengige. Det er counterintuitive fordi du tror de unge plantene vil begynne å lage disse strukturene med en gang, slik at de ikke ville bli spist, men våre funn samt dyp logikk tyder på at det er biologiske begrensninger på å lage dem.»
For å studere egenskapene i forbindelse med planteutvikling, samlet Poethig Og Leichty acacia frø fra online selgere I Belize og Fra Janzen selv. De observerte Hva Janzen hadde sett i naturen et halvt århundre før.
» Sikkert nok, egenskapene vises, men ikke med en gang,» Sier Leichty.
etter å ha oppnådd den første genomsekvensen av En vachellia —art, så forskerne spesielt på visse mikrornas-korte, ikke—kodende deler av genomet-miR156 og miR157, som de tidligere hadde funnet å være forbundet med å kontrollere utviklingstimingen av egenskaper i andre plantearter.
Da den hovne tornen og andre maurtrekkende egenskaper begynte å dukke opp i akacia, ble nivåene av miR156 og miR157 redusert, og nivåene av forskjellige protein transkripsjonsfaktorer undertrykt av disse mikrornene økte.
for å få en følelse av hvordan reguleringen av disse egenskapene kan ha oppstått evolusjonært, utforsket forskerne andre akacia-arter som ikke lager Beltiske kropper eller hovne torner, men gjør nektarier på bladene sine. I disse artene, som i ant-acacias, falt mir156s nedgang sammen med utseendet på nektarene. Likheten mellom acacias i denne forbindelse antyder at den eksisterende banen var coopted for å regulere de andre egenskapene som kreves for en sunn livvakt—hovne torner og god mat—sier forskerne.
Til Janzen støtter funnet hans feltfunn, noe som gjør et tilfelle for blanding av felt-og laboratorieundersøkelser.
«jeg så på og spurte hvorfor,» sier Janzen. Av Poethig Og Leichty bemerker han: «De så på og spurte hvordan.»