Čo je to Jack Jumper Ant: Získajte informácie o austrálskom ovládaní Jack Jumper Ant


Autor: Mary H. Dyer, autorka záhradnej redakcie

Jack jumper mravce môžu mať vtipný názov, ale na týchto agresívnych skákacích mravcoch nie je nič vtipné. V skutočnosti môže bodnutie mravca jack jumpera byť veľmi bolestivé a v niektorých prípadoch úplne nebezpečné. Čítajte ďalej a dozviete sa viac.

Fakty o mravcovi Jackovi Jumperovi

Čo je to mravec jumper? Mravce jack jumper patria do rodu skákajúcich mravcov nájdených v Austrálii. Sú to veľké mravce, ktoré merajú asi 4 cm., Hoci kráľovné sú ešte dlhšie. Keď sú mravce jack jumper vyhrážané, môžu skákať 3 až 4 palce (7,5 - 10 cm).

Prirodzeným prostredím pre mravce jack jumper sú otvorené lesy a lesy, aj keď sa niekedy dajú nájsť v otvorenejších biotopoch, ako sú pastviny a bohužiaľ trávniky a záhrady. V mestských oblastiach sa vyskytujú len zriedka.

Mravenec Jack Jumper

Aj keď bodnutie mravca jack jumpera môže byť veľmi bolestivé, väčšine ľudí, ktorí pociťujú iba začervenanie a opuch, nespôsobujú žiadne skutočné problémy. Podľa informačného listu distribuovaného tasmánskym ministerstvom pre vodu, parky a životné prostredie však môže jed spôsobiť anafylaktický šok asi u 3 percent populácie, čo je považovaná za približne dvojnásobnú mieru alergie na včelie bodnutie.

U týchto ľudí môže bodnutie mravca jacka viesť k príznakom, ako sú ťažkosti s dýchaním, opuch jazyka, bolesti brucha, kašeľ, strata vedomia, nízky krvný tlak a zvýšená srdcová frekvencia. Uhryznutie je potenciálne život ohrozujúce, ale, našťastie, smrť v dôsledku bodnutia je veľmi zriedkavá.

Závažnosť reakcie na bodnutie mravca jacka je nepredvídateľná a môže závisieť od mnohých faktorov, vrátane ročného obdobia, množstva jedu, ktoré vstupuje do systému alebo polohy uhryznutia.

Ovládanie mravcov Jack Jumper

Kontrola jumpera jumpera vyžaduje použitie registrovaných pesticídnych práškov, pretože žiadne iné metódy nie sú účinné. Používajte pesticídy iba podľa odporúčaní výrobcu. Hniezda, ktoré sa ťažko hľadajú, sa zvyčajne nachádzajú v piesočnatej alebo štrkovej pôde.

Ak cestujete alebo záhradujete na odľahlých miestach Austrálie a bodne vás mravec jumper, dávajte pozor na príznaky anafylaktického šoku. V prípade potreby čo najskôr vyhľadajte lekársku pomoc.

Tento článok bol naposledy aktualizovaný dňa


Tenterfield Pest Control

Mravce sú hmyz, ktorý úspešne kolonizoval väčšinu miest na planéte, okrem Antarktídy. Odhaduje sa, že tvoria až 15 až 20% biomasy všetkých suchozemských zvierat.

Mravce žijú v kolóniách a sú spoločenským hmyzom s hierarchiou a kastovým systémom. Kolónie sa môžu pohybovať od malých po obrovské, s miliónmi jedincov. Kastový systém je rovnaký ako mnoho spoločenského hmyzu, kráľovná na vrchole a rôzni členovia kolónie plnia ďalšie funkcie.

Pracovníci čistia a udržiavajú hniezdo, ako aj krmivo pre potravu a starajú sa o mláďatá. Vojaci chránia hniezdo. Ich obranné mechanizmy sa líšia podľa druhov, niektoré hryzú, iné štípu.

V určitých ročných obdobiach sa objavujú okrídlené mravce, samce aj samice, ktoré lietajú z hniezda a zakladajú kolónie inde. Okrídlený mužský mravec sa nazýva dron. Po párení dron zahynie. Samica zhodí krídla a nakladie vajíčka. Stará sa o prvú generáciu, ktorá sa stane robotníkmi.

Pracovníci môžu pri hľadaní potravy cestovať na relatívne veľké vzdialenosti a označiť si cestu feromónmi. Keď sa objaví dobrý zdroj potravy, feromónovou stopou do a z hniezda sa budú riadiť ďalšie mravce. To je dôvod, prečo sa mravce bežne vidia pohybovať v stĺpcoch.

Problémy s mravcami

Mravce môžu byť nepríjemnosťou v každom dome. Kus cukrovinky, ktorý zostane na stole, bude mať čoskoro k sebe stopu mravcov. Aj keď mravce pri čistení hniezd odhodia drevené zvyšky a piliny, nepoškodzujú zdravé drevo. Akékoľvek poškodenie dreva je takmer určite spôsobené termitmi, nie mravcami.

V niektorých častiach Austrálie sa mravce stali viac ako nepríjemnosťou. Po objavení v Cairns v roku 2001 sa mravec Yellow Crazy rýchlo rozšíril na sever a spôsobil chaos všade tam, kde sa objavil. Jeden obyvateľ v Edmontone hovorí, že ho v noci trikrát zobudila kyselina z mravcov, ktoré mu škodili na očiach. Obyvatelia sa v niektorých oblastiach vzdali starostlivosti o svoje záhrady, pretože sami sú zakrytí mravcami.

Tie isté mravce nepriaznivo ovplyvnili populáciu krabov lúpeží na Vianočných ostrovoch a v dôsledku toho zmenili druh rastlín, ktoré v tejto oblasti rastú. Existuje obava, že podobný efekt by sa čoskoro mohol prejaviť aj v divočine v Queenslande. Poľnohospodárstvo v tomto regióne je každoročne poškodzované v hodnote miliónov dolárov, čo je predpoklad, že pokiaľ nebude možné mravce ovládať, očakáva sa jeho dramatický nárast. Jedna správa naznačuje, že náklady môžu nakoniec dosiahnuť až 3 miliardy A $.

Bodnutie mravca Jacka Jumpera (Myrmecia pilosula) môžu byť pre citlivých ľudí smrteľné a v súčasnosti je k dispozícii liek proti jedu. V rokoch 1980 až 2000 boli z Tasmánie hlásené štyri úmrtia na anafylaxiu spôsobenú bodnutím mravca Jacka Jumpera. Je klasifikovaný ako jeden z najnebezpečnejších mravcov na svete.

Druhy

Aj keď je v Austrálii známych viac ako 1 300 druhov mravcov, škodcov je iba pár. Medzi druhy škodcov patria:

  • Argentínske mravce (Linepithema humile) - malý druh medzi 1,5 a 3 mm dlhým, svetlohnedej farby.
  • Pobrežné hnedé mravce (Pheidole megacephala) - svetlohnedej farby, dlhej medzi 1,5 až 2,5 mm.
  • Mravce faraónov (Monomorium pharaonis) - premenlivej farby od žltohnedej po tmavohnedú. 1,5 až 2 mm dlhé.
  • Vonné mravce (Sediaci tapinoma) - ďalší malý druh medzi 2 a 3 mm, ktorý, ako už naznačuje jeho názov, vydáva po rozdrvení zatuchnutý zápach.
  • Tesárske mravce (Camponotus druh) - väčší druh od 7 do 12 mm na dĺžku a farebne variabilný.
  • Mäsové mravce (Iridomyrmex purpureus) - ešte väčší červený a čierny druh až 15 mm dlhý.
  • Mravce býčieho psa (Myrmecia druh) - agresívny mravec, ktorý môže byť 20 mm dlhý, červenej alebo čiernej farby a má dlhé čeľuste. Jedná sa predovšetkým o záhradných škodcov, ktorí môžu opakovane štípať.
  • Jack Jumper mravce (Myrmecia pilosula) - blízky príbuzný mravca Bull Dog, tieto 14 mm dlhé mravce sú čierne s oranžovými čeľusťami a nohami. Sú tiež známe ako mravce Skipper alebo Hopper mravce. Sú to nebezpečné mravce, ktoré sú zodpovedné za smrť každých niekoľko rokov v dôsledku anafylaktického šoku spôsobeného ich bodnutím.
  • Mravce (Solenopsis - malý druh, asi 6 mm dlhý, ktorý zvyčajne vytvorí v záhrade kopec, ale môže napadnúť domov. Ak sú vyrušovaní, bodajú agresívne.
  • Žlté bláznivé mravce (Anoplolepis gracilipes) - len asi 5 mm dlhý, ale uvedený v top 100 najhorších inváznych druhoch akejkoľvek rastliny alebo zvieraťa na svete. Tieto mravce neštípu, ale môžu rozprašovať kyselinu mravčiu.

Ovládanie

Prvým krokom pri kontrole mravcov je nájsť ich hniezdo, čo nie je vždy jednoduché. Postrek jednotlivcov alebo dokonca mravcov nepoškodí kolóniu, kde sú k dispozícii tisíce ďalších, ktoré zaujmú ich miesto.

Je dôležité identifikovať druhy, ktoré sa majú zlikvidovať. Jednotlivé kolónie jednej kráľovnej sa dajú ľahšie zničiť ako tie, ktoré majú viac ako jednu kráľovnú. Neúplné vyhladenie kolónie s viac ako jednou kráľovnou by mohlo spôsobiť, že pozostalí opustia pôvodné miesto a rozdelia sa do niekoľkých kolónií.

Na záhrade alebo na dvore môžu kolónie budovať malé mohyly alebo hniezdiť vedľa alebo pod balvanmi. Vonku sú ich hniezda vždy pod zemou, takže postupujte podľa pokynov mravcov. Aj keď je vstup do hniezda malý, na stráži vonku je zvyčajne vidieť mravce vojaka. Ak sa hniezdo nachádza v pôde, je možné ho ošetriť rôznymi druhmi insekticídov, napríklad pyretoidom alebo bifentrínom. Insekticídy sa čerpajú do oblasti hniezda často pod tlakom.

V interiéroch môžu mravce hniezdo stavať v stenách, pod základmi alebo medzi tehlami. Návnady sa zvyčajne používajú proti napadnutiu mravcami v interiéroch, ktoré sa umiestňujú do nádob, aby sa zabránilo riziku pre deti a domáce zvieratá. Rovnako ako termity, aj mravce sú trophallaxické, takže pracovníci vezmú insekticídnu návnadu späť do hniezda a rozdelia ju medzi ostatné mravce, čo vedie k smrti kolónie.

Návnada mravce zvyčajne zabije asi do troch dní. Mal by byť umiestnený v blízkosti alebo na výbehoch mravcov.


Najlepšie celkovo: Terro T300B Liquid Ant Bait Ant Killer

Ak chcete bezpodmienečný spôsob, ako sa zbaviť otravných domácich mravcov, hodnotitelia tvrdia, že návnadou sú tekuté mravce TERRO T300. Vyrobené z boraxu a ďalších prísad, sú vopred naplnené a ľahko sa používajú: Hornú časť každej návnady jednoducho odrežte nožnicami a umiestnite ju na miesto, kde ste videli veľa mravcov. Návnady sa dodávajú v balení po šiestich a mali by sa uchovávať mimo domácich miláčikov alebo malých detí.

Je dôležité poznamenať, že aj keď sú návnady pre mravce všeobecne veľmi účinné, potrebujú čas na zásah do tráviaceho systému mravcov. Používatelia mravcov môžu dokonca spočiatku vidieť viac mravcov, kým sa z návnady dostane späť do kolónie. Výrobca tvrdí, že tento proces môže trvať až dva týždne a je dôležité sa uistiť, že ani oni nemajú nič iného na slávnosti. Prevažná väčšina recenzentov tvrdí, že tieto návnady drasticky znížili alebo eliminovali ich problém s mravcami a sú radi, že neexistuje žiadny zápach alebo neporiadok, ktorý by bolo treba vyriešiť. Niektorí tvrdia, že ich mravce návnadu ignorovali, zatiaľ čo iní tvrdia, že návnady neustále priťahovali mravce, ale nápor v skutočnosti nikdy nezastavili.

"Po nasadení týchto návnad na mravce v našej kuchyni a kúpeľni sme zaznamenali takmer okamžitý nárast aktivity mravcov. Nerobte si starosti - to sa má stať. V prvých dňoch sme videli najviac návštevníkov a potom stály prúd pokračoval viac ako týždeň a nakoniec klesol ich počet, kým o dva týždne nebolo vidno žiadnych mravcov. “-Sarah Vanbuskirk, Tester výrobkov


Profesionálny proces kontroly mravcov

Domáce lieky na zamorenie mravcami často neriešia hlavnú príčinu problému. Ak chcete, aby bol váš dom skutočne bez nepríjemných mravcov, vyhľadajte pomoc od odborníkov na kontrolu mravcov v Perthu.

Dbajú na to, aby bola ošetrená každá trhlina a štrbina, vyhľadajú tieto kolónie a ubezpečia sa, že sú úplne zničené. Proces trvá nanajvýš niekoľko hodín až jeden deň. Takto vám doma už nebudú prekážať žiadne čierne mravce.

Profesionálna kontrola mravcov v Perthe vám tiež poradí, ako zabrániť budúcemu zamoreniu. Objednajte si u nás termín ešte dnes.

Je dôležité určiť typ mravcov, aby sa v Perthe zabezpečila účinná ochrana pred škodcami a zabránilo sa tak ďalšiemu zmätku v dôsledku napadnutia mravcami. Rôzne mravce sa identifikujú podľa preferovaného jedla, miesta hniezdenia a správania.


Výsledky / Diskusia

Poradie, zostavenie a anotácia dokumentu Atta cephalotes Genóm

Traja muži z dospelosti Atta cephalotes kolónie v Gamboa v ​​Paname boli zhromaždené a sekvenované pomocou pyrosekvenovania na báze 454 [25] s prístupom sekvenovania fragmentov aj párových koncov. Celkovo sa uskutočnilo 12 sérií brokovnicových fragmentov celého genómu pomocou platformy 454 FLX Titanium, okrem dvoch sekvenčných cyklov párovej koncovej knižnice vloženia 8 kbp a jedného spustenia párovej koncovej knižnice vloženia 20 kbp. Zhromaždenie týchto údajov viedlo k sekvencii genómu 290 Mbp, podobne ako predtým odhadovaná veľkosť genómu 300 Mbp A. cefaloty [30]. Genóm sa šíri medzi 42 754 kontigénmi s priemernou dĺžkou 6 788 bp a N50 14 240 bp (tabuľka 1). Sekvenovanie párových koncov (inzerty 8 kbp a 20 kbp) vygenerovalo 2 835 skeletov pokrývajúcich 317 Mbp s veľkosťou skeletov N50 5 154 504 bp. Rozdiel medzi kontigom a veľkosťou skeletu možno vyčísliť počtom opakovaní prítomných v tomto genóme (pozri nižšie), čo vedie k nafúknutej veľkosti zostavy v dôsledku chimérických kontigov. Na základe celkového množstva vygenerovaných párov báz a jeho predpovedanej veľkosti genómu odhadujeme, že pokrytie A. cefaloty genóm je 18-20X.

Na určenie úplnosti A. cefaloty sekvencie genómu sme uskutočnili tri analýzy. Najskôr sme porovnali A. cefaloty anotácie genómu proti množine základných eukaryotických génov pomocou CEGMA [31] a zistili, že 234 z 248 základných proteínov (94%) bolo prítomných a úplných, zatiaľ čo 243 (98%) bolo prítomných a čiastočne zastúpených. Po druhé, analyzovali sme cytoplazmatické ribozomálne proteíny (CRP) v A. cefaloty genóm a identifikoval celkom 89 génov (Text S1). Tieto kódujú úplný doplnok 79 CRP, o ktorých je známe, že existujú u zvierat, z ktorých deväť je zastúpených génovými duplikátmi (RpL11, RpL14, RpS2, RpS3, RpS7, RpS13, RpS19, RpS28) alebo triplikátmi (RpL22). Vysokú kvalitu potvrdila prítomnosť kompletného súboru týchto početných génov, ktoré sú široko distribuované po celom genóme A. cefaloty sekvencia genómu (text S2). Nakoniec sme zistili, že genóm A. cefaloty obsahuje 66 zo 67 známych jadrových génov pre oxidačnú fosforyláciu (OXPHOS) v hmyze (text S3). Jediný chýbajúci gén OXPHOS, cox7a, zistili sme, že tiež medzi dvoma mravcami chýbame Camponotus floridanus a Solátor Harpegnathos a včela medonosná Apis mellifera. Prítomnosť tohto génu v klenote vosa Nasonia vitripennis (spolu s ďalším holometabolóznym hmyzom) naznačuje skôr stratu špecifickú pre blanokrídly, skôr ako nedostatok pokrytia genómom pre A. cefaloty.

Vygenerovali sme tiež anotáciu pre A. cefaloty genóm pomocou kombinovaného prístupu elektronicky generovaných anotácií, po ktorých nasleduje manuálna kontrola a korekcia podmnožiny génových modelov. Značky expresnej sekvencie (EST) generované z fondu pracovníkov pozostávajúcich z rôznych vekových skupín a kást z laboratórne udržiavanej kolónie A. cefaloty bol použitý v spojení s automatizovaným anotačným kanálom MAKER [32] na vygenerovanie počiatočnej anotácie genómu. Táto elektronicky generovaná anotačná sada (OGS1.1) obsahovala celkom 18 153 génových modelov kódujúcich 18 177 transkriptov (pozri materiály a metódy), z ktorých 7 002 malo potvrdenie zostrihu miesta EST a 7 224 malo aspoň čiastočné prekrytie EST. Anotácie génov vyrobené MAKER boli použité na ďalšie následné hodnotenie a ručné ošetrenie viac ako 500 génov v 16 kategóriách génov (tabuľka S1). Významné zistenia z tejto anotácie sú zvýraznené nižšie a ďalšie podrobnosti našej úplnej analýzy popísané v textoch S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10, S11, S12, S13, S14, S15, S16 , S17, S18, S19, S20).

Navyše k A. cefaloty sekvenciu genómu, tiež sme získali 18 až 20-násobný pokrytý kompletný a kruhový mitochondriálny genóm, ktorý vykazoval silnú identitu celej sekvencie s mitochondriálnou sekvenciou genómu hlásenou pre solitárnu osu Diadegma semiclausum [33]. Syntetická analýza predpovedaných génov na internete A. cefaloty mitochondriálny genóm vykazoval takmer identické génové poradie s A. mellifera [34] (Text S4).

Opakovaná DNA

The A. cefaloty zostava obsahuje 80 Mbp opakujúcich sa prvkov, čo predstavuje 25% predpokladanej zostavy (tabuľka S2). Prevažná väčšina z nich sú rozptýlené opakovania, ktoré zodpovedajú 70 Mbp (21%). Mnohé z týchto opakovaní sú transponovateľné prvky (TE), pričom DNA TE sú najhojnejšie a zodpovedajú za 14,3 Mbp (4,5%). Bolo tiež identifikovaných veľké množstvo fragmentov retroidných prvkov, pričom najhojnejšie boli zastúpené Gypsy / DIRS1 a L2 / CR1 / Rex. Väčšina rozptýlených prvkov (51,8 Mbp) bola však podobná ako v de novo predpovede, že nás nemožno klasifikovať do konkrétnej rodiny (tabuľka S2). Na zistenie, či tieto prvky predstavujú nové rodiny TE alebo zložité hniezda rozptýlených opakovaní, bude potrebné vylepšenie zostavy, integrácia dôkazov o opakovaných anotáciách a ručné kurátorstvo.

Vzhľadom na povinné združenie medzi A. cefaloty a jeho plesňový kultivar sme skúmali možnosť, že A. cefaloty genóm môže obsahovať transponovateľné prvky bežne sa vyskytujúce v hubách. To sa uskutočnilo opätovnou analýzou genómu pomocou TE knižnice optimalizovanej na detekciu húb a vírusovitých rastlín. Nenašli sme dôkazy o vysokom skóre alebo úplnom retroidu alebo DNA TE zo žiadneho z týchto taxónov prítomných v A. cefaloty genóm.

Náš odhad je, že 25% A. cefaloty Zostava obsahuje opakujúce sa prvky môžu byť nejednoznačné, pretože naša zostava pokrýva 317 Mbp a odhadovanú veľkosť genómu pre A. cefaloty je 300 Mbp [30]. Tieto predpovede sú však podobnejšie ako u iných druhov mravcov [27] a N. vitripennis [35] než do A. mellifera [28], v ktorom chýba väčšina retroidných prvkov a ďalších transponovateľných prvkov (TE) nájdených v A. cefaloty.

Globálna kompozičná analýza

Eukaryotické genómy možno chápať z hľadiska ich nukleotidovej topografie, najmä s ohľadom na ich obsah GC. Predchádzajúce práce ukázali, že živočíšne genómy nie sú uniformné, ale pozostávajú z kompozičných domén vrátane homogénnych a nehomogénnych úsekov DNA s rôznym zložením GC [36]. Bola vykonaná analýza globálneho zloženia pre A. cefaloty a distribúcia kompozície sa porovnala s distribúciou iných genómov hmyzu, ako je opísané v texte S5. Táto analýza to odhalila A. cefaloty má zloženie podobné ako iné živočíšne genómy, s množstvom sekvencií krátkych domén a niekoľkými sekvenciami dlhých domén. A. cefaloty má tiež najväčší počet dlhých sekvencií domén bohatých na GC v porovnaní s inými genómami hmyzu, s viac ako šesťnásobným počtom dlhých sekvencií domén bohatých na GC ako N. vitripennis genóm. Keď sú gény mapované do kompozičných domén v A. cefaloty genóm, zistíme, že sú na rozdiel od rovnomerne rozložené v celom genóme N. vitripennis a A. mellifera, ktoré majú gény vyskytujúce sa vo viacerých oblastiach ich genómov chudobnejších na GC.

Metylácia DNA

Metylácia génov bola hlásená u ďalších hymenopteranov vrátane A. mellifera [37] a N. vitripennis [35]. U hmyzu sa predpokladá, že tento proces prispieva k umlčaniu génov [37], ale posledné správy naznačujú pozitívnu koreláciu medzi metyláciou DNA a génovou expresiou [38], [39]. Predpokladá sa, že metylácia DNA zahŕňa tri gény: dnmt1, dnmt2, a dnmt3 [40], hoci presnú úlohu dnmt2 zostáva nevyriešený. Všetky tri gény sme našli v jednej kópii v A. cefaloty, ktorý je podobný ako u ostatných mravcov [27], ale na rozdiel od A. mellifera a N. vitripennis kde dnmt1 sa rozšírila na dve, respektíve tri kópie [35] (Text S6). Dnmt3 je známe, že sa podieľa na vývoji kasty v A. mellifera [41] a prítomnosť tohto génu v A. cefaloty môže preto naznačovať podobnú úlohu.

Interferencia RNA je mechanizmus, prostredníctvom ktorého je modulovaná expresia transkriptov RNA [42]. Celkovo sme v roku anotovali 29 rôznych génov príbuzných RNAi A. cefaloty, vrátane väčšiny génov zapojených do dráhy microRNA, malej interferujúcej RNA dráhy a piwi-interagujúcej RNA dráhy (Text S7). Všetky detegované gény RNAi sa našli ako jednotlivé kópie, okrem dvoch kópií génu pokojný. Jeden z nich obsahuje tri dvojvláknové väzbové domény RNA charakteristické pre pokojný v D. melanogaster [43], zatiaľ čo druhá obsahuje iba dve. Nie je známe, akú úlohu má táto sekunda pokojný- ako gén hrá v A. cefaloty a na vyvodenie jej úlohy je potrebná budúca práca.

Cesta inzulínovej signalizácie

Inzulínová signálna dráha je vysoko konzervovaný systém u hmyzu, ktorý hrá kľúčovú úlohu v mnohých procesoch vrátane metabolizmu, reprodukcie, rastu a starnutia [44]. Analýza systému signalizácie inzulínu v A. cefaloty odhaľuje, že má všetky základné gény, o ktorých je známe, že sa podieľajú na tejto ceste (text S8). Jedným z charakteristických znakov spoločnosti A. cefaloty biológia je jej komplexný kastový systém založený na veľkosti a hoci o genetickom základe vývoja kasty u tohto mravca nie je známe takmer nič, v súčasnosti sa predpokladá, že je vnútorne spojená s starostlivosťou o plod a množstvom výživných látok vyvíjaných pre larvy [1 ]. Vzhľadom na význam inzulínového signalizačného systému vo výžive je pravdepodobné, že táto cesta spočíva v diferenciácii kasty v A. cefaloty, ako je uvedené pre A. mellifera [45].

Žlté a hlavné bielkoviny materskej kašičky

Žlté / hlavné proteíny materskej kašičky sú kódované dôležitou triedou génov a v A. mellifera považuje sa za neoddeliteľnú súčasť mnohých hlavných aspektov eusociálneho správania [46]. Napríklad členovia týchto génov sa podieľajú na vývoji kasty aj na určovaní pohlavia. Analýza tejto génovej rodiny v roku 2006 A. cefaloty odhalili celkovo 21 génov, z ktorých 13 patrí k žltým génom a 8 z nich kóduje hlavné proteíny materskej kašičky (MRJP) (text S9). Vo všeobecnosti žlté gény zobrazujú ortológiu jedna k jednej so žltými génmi u iného hmyzu Drosophila melanogaster a N. vitripennis. S ôsmimi členmi v podrodine MRJP, ktorá je obmedzená na hymenoptera, počet génov MRJP v A. cefaloty je podobný počtu zaznamenaným u iných druhov Hymenoptera [35], [46]. Avšak, päť z ôsmich génov v A. cefaloty sú predpokladané pseudogény. To môže naznačovať, že vysoký počet kópií MRJP môže byť vlastnosťou predkov a to Atta je v procese straty týchto génov. Strata MRJP môže byť pre mravce častou témou, ako to uvádzajú nedávno zverejnené sekvencie genómu C. floridanus a H. soľník odhalili iba jeden, respektíve dva gény MRJP [27].

Polyfenizmus krídla

Polyfenizmus krídla je univerzálnou vlastnosťou mravcov, ktorá prispela k ich evolučnému úspechu [1]. Génová sieť, ktorá je základom polyfenizmu u mravcov, reaguje na podnety prostredia tak, že sa táto sieť bežne vyskytuje u okrídlených kráľovien a mužov, ale v konkrétnych bodoch je prerušená u pracovníkov bez krídel [47]. Preto predpokladáme, že diferenciálnu expresiu tejto siete medzi kráľovnami a robotníkmi je možné regulovať epigenetickými mechanizmami, ako sa to preukázalo u včiel medonosných [41]. V A. mellifera, vývojové a kastovo špecifické gény majú zreteľný podpis metylácie DNA (vysoký obsah CpG dinukleotidov) v porovnaní s ostatnými génmi v genóme [48]. Pretože A. cefaloty má viac kast pracovníkov ako iné druhy mravcov [23] (obrázok 1C), predpokladáme, že podpis metylácie DNA génov, ktoré sú základom polyfenizmu krídla, bude tiež odlišný od ostatných génov v jeho genóme. Na testovanie tejto predpovede sme analyzovali sekvenčné zloženie vývojových génov krídel v roku A. cefaloty, a zistili, že vykazujú vyšší obsah CpG dinukleotidov ako zvyšok génov v genóme (Text S10). Predchádzajúce experimenty ukázali, že gény s vysokým obsahom CpG dinukleotidov môžu byť diferenčne metylované v špecifických tkanivách alebo v rôznych vývojových štádiách [49]. Preto môže metylácia DNA uľahčiť kastovo špecifickú expresiu génov, ktoré sú základom polyfenizmu krídla A. cefaloty. Toto môže byť všeobecná vlastnosť génov, ktoré sú základom polyfenizmu.

Desaturázy

Dôležitým aspektom eusociálneho životného štýlu je komunikácia medzi členmi kolónie, najmä pri rozlišovaní medzi jedincami, ktorí patria do tej istej kolónie, a tými, ktorí k nej nepatria. Rozpoznanie Nestmate u mnohých mravcov je sprostredkované kutikulárnymi uhľovodíkmi (CHC) [50] a bolo opísaných takmer 1 000 týchto zlúčenín. U mravcov biosyntéza CHC zahŕňa desaturázy A9 / Al11, o ktorých je známe, že produkujú alkénové zložky profilov CHC [51]. Analyzovali sme Δ9 desaturázy v genóme A. cefaloty a detegoval deväť génov lokalizovaných na 200 kbp úseku na jednom skelete okrem štyroch ďalších génov A9 desaturázy na iných skeletoch (Text S11). Naopak, sedem génov nájdených v D. melanogaster sú širšie distribuované pozdĺž jedného chromozómu. Počet génov Δ9 desaturázy v A. cefaloty je podobný 9 a 16 nájdeným v A. mellifera a N. vitripennis, resp. Fylogenetická analýza týchto génov podporuje ich rozdelenie na päť subtypov, pričom osem génov Δ9 desaturázy spadá do jednej subtypu, čo naznačuje rozšírenie týchto génov pravdepodobne spojené so zvýšenou požiadavkou na variabilitu chemického signálu počas vývoja mravcov (Text S11). Je zaujímavé, že fylogenéza tiež podporuje expanziu tohto typu génov A9 desaturázy vo vnútri N. vitripennis ale nie v A. mellifera.

Imunitná odpoveď

Všetky druhy hmyzu majú vrodenú imunitnú obranu proti potenciálnym patogénom [52] a A. cefaloty nie je výnimkou, pričom sa zistilo, že do tejto odpovede je zapojených celkom 84 anotovaných génov (Text S12). Patria sem intaktné imunitné signálne dráhy Toll, Imd, Jak / Stat a JNK. V porovnaní s osamelým hmyzom ako D. melanogaster a N. vitripennis, A. cefaloty má menej génov imunitnej odpovede a lepšie sa podobá tomu, čo je známe pre eusocial A. mellifera [53]. Prítomnosť ďalších obranných prostriedkov v A. cefaloty, ako napríklad antibiotiká produkované metapleurálnymi žľazami [54] - [56], môžu byť zodpovedné za nedostatok imunitných génov. Ďalej sa môže na imunitnej reakcii podieľať aj sociálna obrana správania, ako sa už navrhuje A. mellifera [53].

Ortologická analýza

Bola stanovená sada zdieľaných ortológov A. cefaloty, A. mellifera, N. vitripennisa D. melanogaster (Obrázok 2). Celkovo bolo nájdených konzervovaných 5 577 ortológov vo všetkých štyroch genómoch hmyzu, s ďalšími 1363 ortológmi konzervovanými vo všetkých troch genómoch blanokrídlovcov. Medzi nimi sa zachovalo ďalších 599 ortológov A. cefaloty a A. mellifera, čo možno naznačuje gény, ktoré sú špecifické pre eusociálny životný štýl. Našli sme tiež 9 361 proteínov, ktoré sú jedinečné A. cefaloty, čo predstavuje viac ako polovicu jeho predpokladaného proteómu. Tieto proteíny pravdepodobne zahŕňajú proteíny špecifické pre mravce alebo pre A. cefaloty.

Potom sme analyzovali proteíny, o ktorých sa zistilo, že sú špecifické A. cefaloty a určili tie výrazy Gene Ontology (GO) [57], ktoré sú obohatené o tieto proteíny, vo vzťahu k zvyšku genómu (tabuľka S3). Našli sme veľa výrazov GO, ktoré odrážajú biológiu A. cefaloty a mravce všeobecne. Napríklad nájdeme proteíny s výrazmi GO, ktoré odrážajú dôležitosť komunikácie. Patria sem proteíny spojené s aktivitou čuchového receptora, funkciou viazania odorantov, zmyslovým vnímaním, neurologickým vývojom, lokalizáciou v synapse a funkciami zapojenými do ligandových a iných membránových kanálov.

Porovnanie génov v rámci blanokrídlovcov

Za účelom zamerania sa na vývoj blanokrídlovcov sme porovnali A. cefaloty genóm do ďalších 4 blanokrídlovcov vrátane mravcov C. floridanus a H. soľník, včela medonosná A. melliferaa osamelý parazitický šperk N. vitripennis. Použili sme eukaryotické zhluky ortologických skupín (KOG) na ontológiu [58] na anotáciu predikovaných proteínov zo všetkých týchto genómov a vykonali sme analýzu obohatenia porovnaním KOG spoločenského hmyzu A. cefaloty, C. floridanus, H. soľníka A. mellifera proti KOG nesociálnych N. vitripennis ako je uvedené v tabuľke S4.

Podrobná analýza KOG v rámci každej nadmerne a nedostatočne zastúpenej kategórie je veľmi sugestívna A. cefaloty biológia (tabuľka S5). Jeden z najviac zastúpených KOG v A. cefaloty obsahuje 69 kópií efektora RhoA GTPázy diafanózny (KOG1924). Naproti tomu všetky ostatné genómy hymenopteránu majú podstatne menej kópií tohto génu. RhoA GTPáza diafanózny je známe, že je zapojený do organizácie aktínového cytoskeletu a je nevyhnutný pre všetky udalosti sprostredkované aktínom [59]. Veľký počet týchto génov v A. cefaloty sa môžu týkať rozsiahlych cytoskeletálnych zmien, ku ktorým dochádza počas diferenciácie kast. Jeden z týchto génov (ACEP_00016791) vykazovalo vysoký polymorfizmus jedného nukleotidu (SNP) (text S13). Vzhľadom na to, že gény podieľajúce sa na vývoji kasty u iného spoločenského hmyzu majú rady A. mellifera majú tiež vysoké SNP [60], [61], čo môže naznačovať, že tento gén je dôležitý pre stanovenie kasty v A. cefaloty. A. cefaloty je tiež významne nadmerne zastúpený v komplexnej podjednotke kompenzácie dávky (KOG0921), transkripčnom faktore homeoboxu SIP1 (KOG3623), acetylcholínovom receptore muskarínu (KOG4220), sedempriepustnom receptore GTP typu KAD (KOG4289) a vápnikom aktivovaný draslíkový kanál slowpoke (KOG1420), vo vzťahu k N. vitripennis. Mnohé z týchto génov sú súčasťou D. melanogaster vývoj lariev, konkrétne počas tvorby nervového systému [62], [63]. Výsledkom je nadmerné zastúpenie týchto génov v organizme A. cefaloty vzhľadom k N. vitripennis môžu naznačovať ich asociáciu s eusociálnym životným štýlom, a najmä diferenciáciu kasty a subkasty.

Gény, v ktorých sa zistilo nedostatočné zastúpenie A. cefaloty vzhľadom k N. vitripennis patria jadrové gény pre histón, gény pre faktor viažuci nukleozómy, trypsíny serínovej proteázy a cytochróm P450 (tabuľka S5). Tieto zistenia boli potvrdené porovnaním medzi doménami A. cefaloty a všetok ďalší sekvenovaný hmyz (text S14). Jedným z najviac nedostatočne zastúpených KOG je trypsín, serínová proteáza používaná pri degradácii proteínov na ich aminokyselinové zložky. Trypsíny v N. vitripennis Je známe, že sú súčasťou jedového kokteilu vstrekovaného do hostiteľa, ktorý pomáha pri nekrotizácii a iniciuje proces získavania aminokyselín pre vývoj lariev [35], [64]. Na rozdiel od stravy bohatej na bielkoviny N. vitripennis, A. cefaloty živia sa gongylidiami produkovanými ich hubami, čo predstavuje prechod na stravu bohatú na sacharidy (60% zmesi) [65]. Tieto rozdiely v strave môžu vysvetliť nedostatočné zastúpenie trypsínu v A. cefaloty, pretože trypsín pravdepodobne nie je primárnym mechanizmom používaným na trávenie živín získaných z hubového kultivaru. Naša analýza tiež odhalila zníženie génov trypsínu u iného spoločenského hmyzu v porovnaní s N. vitripennis, a to môže odrážať aj ich stravu. Napríklad medová rosa je hlavnou zložkou stravy C. floridanus a obsahuje predovšetkým cukry [1], zatiaľ čo medová / peľová strava A. mellifera sa skladá predovšetkým zo sacharidov, lipidov, sacharidov, vitamínov a niektorých bielkovín [66]. Pretože toto nedostatočné zastúpenie trypsínu je konzistentné medzi sociálnym hmyzom v porovnaní s iným sekvenovaným hmyzom (tabuľka S5, text S14), môže toto zníženie odrážať špecifické stravovacie vlastnosti tohto hmyzu alebo môže naznačovať stratu týchto génov u eusociálneho hmyzu.

Okrem trypsínu sa tiež zistilo, že cytochróm P450 je v oboch zastúpený nedostatočne A. cefaloty a A. mellifera, vzhľadom k N. vitripennisso znížením P450s typu CYP3 a CYP4 (tabuľka S5). P450 v hmyze sú dôležité enzýmy, o ktorých je známe, že sa podieľajú na širokej škále metabolických aktivít vrátane xenobiotickej degradácie a metabolizmu feromónov [67]. V roku 2006 sme identifikovali celkovo 52 a 62 P450 A. cefaloty a A. mellifera, čo je obdoba nízkeho počtu hlásených u iného hmyzu, voš telo Pediculus humanus [29]. Tieto hodnoty predstavujú niektoré z najmenších množstiev P450 zaznamenaných pre akýkoľvek genóm hmyzu a môžu predstavovať minimálny počet P450 potrebných pre prežitie hmyzom. Porovnanie A. cefaloty P450 proti tým z A. mellifera a P. humanus reveals that while there are some shared P450s, many are specific to each insect (15).

V A. mellifera, the paucity of P450s is thought to be associated with the evolutionary underpinnings of its eusocial lifestyle [68], although an enrichment of P450s in the ants C. floridanus a H. saltator [27] would seem to contradict this prediction. It is therefore unclear why A. cephalotes has a small number of P450s relative to other ants, and future work will be necessary to provide insight into this apparent discrepancy. A SNP analysis of the P450 genes in A. cephalotes did reveal that one of these, ACEP_00016463, has 20 SNPs/kbp (Text S13). Since P450s are known to undergo accelerated duplication and divergence [67], the high number of SNPs in this particular P450 may reflect positive selection for new functions.

Comparative Metabolic Reconstruction Analysis

Given the tight obligate association that A. cephalotes has with its fungal mutualist, one might predict that it acquires amino acids from its fungus in a manner similar to that of the pea aphid Acyrthosiphon pisum, which obtains amino acids from its bacterial symbionts [28]. To test this, we performed a metabolic reconstruction analysis using the Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) [69]. A. cephalotes contains a nearly identical set of amino acid biosynthesis genes as A. mellifera, C. floridanus, H. saltatora N. vitripennis, all of which are incapable of synthesizing histidine, isoleucine, leucine, lysine, methionine, phenylalanine, threonine, tryptophan, and valine de novo. The only exception is arginine, and only A. cephalotes was found to lack the genes necessary for its biosynthesis (Figure 3). Arginine, which is produced through the conversion of citrulline and aspartate [70], [71], is predicted to be synthesized at levels too low to support growth in insects [72].


Watch the video: Jack Jumper Ant Nice Close Up Footage


Predchádzajúci Článok

Podrobný popis odrody medových jahôd

Nasledujúci Článok

Prispôsobenie sukulentov suchu skladovaním vody