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Drosophila simulans

Drosophila simulans es una especie de mosca estrechamente relacionada con D. melanogaster , perteneciente al mismo subgrupo de especies melanogaster . Sus parientes más cercanos...

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Drosophila simulans es una especie de mosca estrechamente relacionada con D. melanogaster , perteneciente al mismo subgrupo de especies melanogaster . Sus parientes más cercanos son D. mauritiana y D. sechellia .

Taxonomía

Esta especie fue descubierta por el genetista de moscas Alfred Sturtevant en 1919, cuando notó que las moscas utilizadas en el laboratorio de Thomas Hunt Morgan en la Universidad de Columbia eran en realidad dos especies distintas: D. melanogaster y D. simulans . Los machos se diferencian en los genitales externos, mientras que los observadores entrenados pueden distinguir a las hembras por sus características de color. El cruce de hembras de D. melanogaster con machos de D. simulans produce hembras F1 estériles y ningún macho F1. El cruce recíproco produce machos F1 estériles y ninguna descendencia femenina.

Posteriormente se descubrió que Drosophila simulans estaba estrechamente relacionada con dos especies endémicas de islas , D. sechellia y D. mauritiana . D. simulans se aparea con estas especies hermanas para formar hembras fértiles y machos estériles, un hecho que ha convertido a D. simulans en un importante organismo modelo para la investigación sobre especiación . D. simulans es monomórfica en sus perfiles de feromonas, donde tanto machos como hembras producen principalmente la feromona de hidrocarburo cuticular 7-tricoseno (7-T). [ 1 ] La capacidad de los machos dentro del subgrupo D. melanogaster para discriminar entre hembras conespecíficas y heteroespecíficas se debe en parte a la valencia diferencial del hidrocarburo cuticular 7,11-heptacosadieno (7,11-HD), [ 2 ] [ 3 ] que es producido por las hembras de D. melanogaster y D. sechellia . Perfumar a una hembra de D. simulans con 7,11-HD es suficiente para suprimir el cortejo del macho de D. simulans . [ 2 ] [ 4 ]

Los estudios han aportado evidencia de que la transmisión paterna es una parte integral de la herencia de esta especie. [ 5 ]

Las infecciones por Wolbachia permiten comprender cómo se relacionan ciertas especies de Drosophila . Mediante el análisis de la incompatibilidad citoplasmática y el ADN mitocondrial similar , se ha demostrado que D. simulans y D. mauritiana están más estrechamente relacionadas entre sí que con D. sechellia. La incompatibilidad citoplasmática provoca que los óvulos y los espermatozoides no logren crear descendencia viable, una característica común en individuos de D. simulans y D. mauritiana infectados con Wolbachia . [ 6 ] Drosophila sechellia tiene un ADN mitocondrial significativamente distinto, lo que enfatiza aún más las diferencias evolutivas entre las tres especies.

Relación con Wolbachia

Las infecciones por Wolbachia , una cepa bacteriana comúnmente infecciosa presente en muchos insectos como las avispas Trichogramma y Muscidifurax uniraptor , se transmiten entre generaciones de Drosophila simulans. Wolbachia se hereda por vía materna . La infección se mantiene mediante un proceso de incompatibilidad citoplasmática (IC) en el que Wolbachia impide que los individuos no infectados produzcan descendencia. [ 7 ]

Wolbachia ha formado una relación simbiótica con D. simulans . Wolbachia infecta el citoplasma de una célula; una vez infectada, una mosca hembra transmitirá la infección a toda su descendencia a través del citoplasma de sus huevos. [ 7 ]

Se han producido dos eventos de infección por Wolbachia distintos en los ancestros de D. simulans, lo que sugiere la ventaja evolutiva de las infecciones por Wolbachia para D. simulans. [ 8 ]

Efectos de la infección por Wolbachia

Las infecciones por Wolbachia han disminuido significativamente la mortalidad inducida por virus en D. simulans. [ 9 ] Si bien el mecanismo de esta disminución aún se desconoce, Wolbachia proporciona propiedades antivirales, posiblemente perpetuadas al competir con el virus. Además, las diferentes cepas de Wolbachia presentan distintos niveles de propiedades antivirales; por ejemplo, algunas cepas pueden proteger contra el DCV ( virus C de Drosophila ), mientras que otras no. [ 9 ]

Beneficios de los estudios sobre Wolbachia

Drosophila simulans también ha desempeñado un papel importante en la secuenciación de los genomas de ciertas cepas de Wolbachia. Se infectaron huevos de D. simulans con la cepa wRi de Wolbachia para comprender mejor cómo se recombina Wolbachia . [ 10 ] Estudios posteriores pueden ayudar a comprender cómo coexisten las cepas de Wolbachia con los individuos de D. simulans . El estudio de las cepas de Wolbachia y sus mecanismos de infección puede aportar información sobre las complejas relaciones filogenéticas de los artrópodos.

Endogamia

El apareamiento entre individuos emparentados tiende a producir descendencia endogámica . Esta descendencia suele tener una aptitud reducida debido a una mayor homocigosidad genética que conduce a la expresión de alelos recesivos deletéreos . Este fenómeno general se conoce como depresión por endogamia . Entre los machos endogámicos de Drosophila simulans , dos características de aptitud, la fertilidad y el atractivo para las hembras, son especialmente susceptibles a la depresión por endogamia. [ 11 ] Además, los machos endogámicos presentan un estrés oxidativo testicular elevado , lo que podría explicar su menor fertilidad. [ 11 ]

Referencias

  1. ↑ Jallon, Jean-Marc; David, Jean R. (1987). "Variaciones en hidrocarburos cuticulares entre las ocho especies del subgrupo Drosophila melanogaster" . Evolution . 41 ( 2): 294– 302. doi : 10.1111/j.1558-5646.1987.tb05798.x . ISSN 1558-5646 . PMID 28568760. S2CID 39388875 .   
  2. 1 2 Billeter, Jean-Christophe; Atallah, Jade; Krupp, Joshua J.; Millar, Jocelyn G.; Levine, Joel D. (2009-10-15). "Células especializadas marcan la identidad sexual y de especie en Drosophila melanogaster". Nature . 461 (7266): 987– 991. Bibcode : 2009Natur.461..987B . doi : 10.1038/nature08495 . ISSN 1476-4687 . PMID 19829381 . S2CID 4400103 .   
  3. ↑ Coyne, JA; Crittenden, AP; Mah, K. (1994-09-02). "Genética de una diferencia feromonal que contribuye al aislamiento reproductivo en Drosophila". Science . 265 (5177): 1461– 1464. Bibcode : 1994Sci...265.1461C . doi : 10.1126/science.8073292 . ISSN 0036-8075 . PMID 8073292 .  
  4. ↑ Seeholzer, Laura F.; Seppo, Max; Stern, David L.; Ruta, Vanessa (2018). "La evolución de un circuito neuronal central subyace a las preferencias de pareja de Drosophila" . Nature . 559 (7715): 564– 569. Bibcode : 2018Natur.559..564S . doi : 10.1038/ s41586-018-0322-9 . ISSN 1476-4687 . PMC 6276375. PMID 29995860 .   
  5. ↑ Wolff, JN; Nafisinia, M; Sutovsky, P; Ballard, JWO (2012). "Transmisión paterna del ADN mitocondrial como parte integral de la herencia mitocondrial en metapoblaciones de Drosophila simulans" . Heredity . 110 ( 1): 57– 62. doi : 10.1038/hdy.2012.60 . PMC 3522233. PMID 23010820 .  
  6. ↑ Rousset, F.; Solignac, M. (1995). "Evolución de las simbiosis Wolbachia simples y dobles durante la especiación en el complejo Drosophila simulans" . Proc . Natl. Acad. Sci. USA . 92 (14): 6389– 6393. Bibcode : 1995PNAS...92.6389R . doi : 10.1073/pnas.92.14.6389 . PMC 41523. PMID 7604001 .  
  7. 1 2 Dobson, SL; Rattanadechakul, W; Marsland, EJ (5 de mayo de 2004). "Ventaja de aptitud e incompatibilidad citoplasmática en Aedes albopictus infectados individualmente y superinfectados con Wolbachia" . Heredity . 93 (2): 135– 142. doi : 10.1038/sj.hdy.6800458 . PMID 15127087 . 
  8. ↑ Rousset, F.; Solignac, M. (julio de 1995). "Evolución de las simbiosis Wolbachia simples y dobles durante la especiación en el complejo Drosophila simulans" . Proc. Natl. Acad. Sci . 92 (14): 6389– 6393. Bibcode : 1995PNAS...92.6389R . doi : 10.1073 /pnas.92.14.6389 . PMC 41523. PMID 7604001 .  
  9. 1 2 Osborne, S., Leong, Y., O'Neill, S., Johnson, K. 2009. Variación en la protección antiviral mediada por diferentes cepas de Wolbachia en Drosophila simulans. PLOS. 11: e1000656-e1000656.
  10. ↑ Klasson, L.; Westberg, J.; Sapountiz, P.; Näslund, K.; Lutnaes, Y.; Darby, A.; Veneti, Z.; Chen, L.; Braig, H.; Garrett, R.; Bourtzis, K.; Andersson, S. (2009). "La estructura genómica en mosaico de la cepa Wolbachia wRi que infecta a Drosophila simulans" . PNAS . 106 (14): 5725– 5730. Bibcode : 2009PNAS..106.5725K . doi : 10.1073/pnas.0810753106 . PMC 2659715. PMID 19307581 .  
  11. 1 2 Okada K, Blount JD, Sharma MD, Snook RR, Hosken DJ. El atractivo masculino, la fertilidad y la susceptibilidad al estrés oxidativo están influenciados por la endogamia en Drosophila simulans. J Evol Biol. 2011 Feb;24(2):363-71. doi: 10.1111/j.1420-9101.2010.02170.x. Epub 2010 Nov 19. PMID 21091568
  • Sturtevant, AH (1919). "Una nueva especie muy parecida a Drosophila melanogaster " (PDF) . Psyche: A Journal of Entomology . 26 (6): 153– 155. doi : 10.1155/1919/97402 .
  • Sturtevant, AH Las especies norteamericanas de Drosophila . Instituto Carnegie de Washington, 1921.
  • Drosophila simulans en el Centro de Secuenciación del Genoma de la Universidad de Washington en San Luis
  • Drosophila simulans en Ensembl Genomes Metazoa
  • Visualice el ensamblaje del genoma droSim1 en el navegador genómico de UCSC.