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出品:科普中国
监制:中国科普博览
在自然界中,生物之间复杂的相互用途一直是科学家们孜孜不倦探索的主题。其中,寄生关系因其独特质和潜在的生态影响而备受关注。在海量寄生生物中,有一种特殊的昆虫——蝠蝇,它不止是蝙蝠的专性寄生虫,还可能在病原体传播中饰演要紧角色。
日前,中国科学院动物研究所的科学家们对蝠蝇展开了深入研究,揭示了这种神秘生物的适应性演化机制及其在病原体传播中的潜在用途,为大家打开了一扇认识微观世界的新窗口。
蝠蝇的独特之处:适应寄生生活的演化奇迹
蝠蝇是一类专门寄生在蝙蝠体表的昆虫,它们的存活完全依靠于宿主蝙蝠。长期的一同进化使得蝠蝇在形态和生理上都发生了显著的适应性变化。通过比较基因组学的剖析结果,科研职员发现了一系列与蝠蝇适应寄生生活有关的特点性基因。
这类基因的变化揭示了蝠蝇在进化过程中的一些重点适应。第一,蝠蝇失去了双眼和翅膀,这反映了它们对飞行能力的抛弃,由于在宿主体表生活使得它们不再需要这类器官。相反,蝠蝇进化出了长而粗壮的腿部,这使得它们可以更好地在蝙蝠浓密的毛发中穿梭自如。
除此之外,研究还发现蝠蝇与视觉、飞行和昼夜节律有关的基因发生了变化。这类变化表明,蝠蝇在适应蝙蝠的生活习性方面进行了深度调整。比如,蝙蝠多为夜行性动物,蝠蝇可能相应地调整了自己的生物钟,以便与宿主的活动周期维持一致。这类发现不只揭示了蝠蝇的适应性演化机制,也为大家理解其他寄生生物的进化过程提供了宝贵的参考。
形态怪异的蝠蝇隐匿于蝙蝠毛发中
(图片来源:维基百科)
蝠蝇:病毒的秘密携带者
除去适应性演化,这项研究还揭示了蝠蝇在病原体传播中可能饰演的要紧角色。通过小RNA(即small RNA,简称sRNA,泛指长度小于200个核苷酸的RNA分子)测序技术,研究职员在蝠蝇体内发现了多种已知和新分类的病毒,包含正链RNA病毒、负链RNA病毒、双链RNA病毒和DNA病毒等。这一发现表明,蝠蝇不止是单一病毒的携带者,而是多种病毒的“移动储存库”。
蝠蝇携带这样多元化的病毒,这一事实引发了科学家们的深思。为何这类微小的昆虫可以成为这样多种病毒的宿主?
这可能与蝠蝇的生活方法密切有关。作为蝙蝠的专性寄生虫,蝠蝇长期与蝙蝠维持密切接触,而蝙蝠本身就是海量病毒的天然宿主。这种密切的关系为病毒从蝙蝠传播到蝠蝇提供了理想的条件。
更让人惊讶的是,研究发现蝠蝇不只能吸食蝙蝠的血液,还能吸食其他哺乳动物的血液。这一发现暗示着蝙蝠携带的病毒可能通过蝠蝇这一“中间媒介”传播到其他宿主身上。这种潜在的跨物种传播渠道为大家理解某些疾病的传播机制提供了新的视角,同时也警示大家需要愈加看重这类看上去不起眼的小生物在疾病生态系统中的要紧用途。
蝠蝇的容易见到宿主,普通长耳蝠,广泛分布于内地北方区域
(图片来源:维基百科)
RNA干扰:蝠蝇与病毒博弈的分子机制
在揭示蝠蝇携带多种病毒的同时,研究职员还深入探讨了蝠蝇怎么样与这类病毒共存的问题。他们发现,RNA干扰通路在蝠蝇体内病毒的多样性和演化中饰演着重点角色。
RNA干扰是生物体内一种要紧的基因调控机制,也是对抗病毒感染的要紧防线。
研究发现,蝠蝇的RNA干扰通路可以影响病毒的复制和演化。这意味着,蝠蝇并不是被动地同意病毒的入侵,而是通过自己的免疫机制与病毒进行着持续的“军备竞赛”。一方面,RNA干扰通路帮助蝠蝇控制体内病毒的数目,预防病毒过度繁殖致使宿主死亡;其次,这种机制也给病毒施加了选择重压,促进病毒不断进化以逃避宿主的免疫监控。
这种复杂的相互用途机制不只讲解了为何蝠蝇可以同时携带多种病毒而不至于被病毒杀死,也为大家理解病毒的演化过程提供了新的见解。这一发现对于研究其他媒介生物与病原体之间的相互用途具备要紧的启示意义,可能为将来的疾病防控方案提供新的思路。
某蝠蝇新种的新体[新体(neosome):指某些寄生虫在宿主体内形成的特殊结构。比如雌性蝠蝇会钻入宿主的皮肤,其身领会发生显著变化,形成一个囊状结构,称为新体]
(图片来源:参考文献2)
新办法发展新视线:非模式媒介物种研究平台的打造
在这项研究中,科研职员不只获得了丰富的科学发现,还打造了一套针对非模式媒介物种(即不容易见到的媒介物种)的研究平台,为研究类似蝠蝇如此的很规研究对象提供了有力工具。传统上,大部分病原体传播研究集中在蚊子、蜱等容易见到媒介生物上,而像蝠蝇如此的特殊媒介总是被忽略。
然而,这类看上去不起眼的生物可能在某些疾病的传播链中饰演着重点角色。新的研究平台为大家深入知道这类非模式媒介物种提供了可能,能够帮助大家更全方位地理解疾病传播的生态互联网。
比如,通过这一平台,研究职员可以在实验室条件下模拟蝠蝇吸血和传播病毒的过程,察看病毒在不同宿主之间的传播动态。这种办法不仅能够帮助大家知道蝠蝇在病毒传播中的具体用途,还可以为预测和防控潜在的疾病爆发提供要紧依据。
除此之外,该研究平台的打造也为其他类似的非模式生物研究提供了范例。它展示了怎么样将一流的分子生物学技术应用于传统上很难研究的物种,为生态学和时尚病学研究开辟了新的可能性。
结语
这项关于蝠蝇的研究不只揭示了这种特殊昆虫的演化奥秘,也为大家理解复杂的宿主-寄生虫-病原体互作系统提供了新的视角。它提醒大家,在自然界中,即便是最微小的生物也会在生态系统和疾病传播中饰演要紧角色。伴随研究的深入,大家可能可以更好地预测和防控潜在的疾病威胁,为人类健康云筑网。
参考文献:
1.Guangping Huang et. al., Adaptive Evolution of Traits for Parasitism and Pathogen Transmission Potential 2 in Bat Flies
2.Haoran Sun et. al., Ascodipteron sanmingensis sp. nov., a new bat fly (Hippoboscidae: streblid grade) from Fujian, China
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