Полихронис Ремпулакис

Лаборатории на МААЕ, Лаборатория за борба с насекомите, Съвместна програма на ФАО/МААЕ за ядрени техники в храните и земеделието, Международна агенция за атомна енергия, Зайберсдорф, Австрия

запазена

Катедра по ентомология, Институт за растителна защита, Организация за земеделски изследвания (ARO), Центърът на вулканите, Бейт Даган, Израел

Негар Афшар

Училище за биологични и химични науки, Лондонския университет Queen Mary, Mile End Road, Лондон, Великобритания

Беатрис Осорио

Departamento de Fisiología, Biofísica y Neurociencias, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional, Av. IPN 2508, Zacatenco, Мексико Сити, Мексико

Марта Барахас-Ачевес

Departamento de Biotecnología y Bioingenería, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional, Av. IPN 2508, Zacatenco, Мексико Сити, Мексико

Йоана Шулар

Училище за биологични и химични науки, Лондонския университет Queen Mary, Mile End Road, Лондон, Великобритания

Сохел Ахмад

Лаборатории на МААЕ, Лаборатория за борба с насекоми, Съвместна програма на ФАО/МААЕ за ядрени техники в храните и земеделието, Международна агенция за атомна енергия, Зайберсдорф, Австрия

Дамалаж Тилакасири

Лаборатории на МААЕ, Лаборатория за борба с насекоми, Съвместна програма на ФАО/МААЕ за ядрени техники в храните и земеделието, Международна агенция за атомна енергия, Зайберсдорф, Австрия

Одисей Сто Томас

Лаборатории на МААЕ, Лаборатория за борба с насекомите, Съвместна програма на ФАО/МААЕ за ядрени техники в храните и земеделието, Международна агенция за атомна енергия, Зайберсдорф, Австрия

Естер Немни-Лави

Катедра по ентомология, Институт за растителна защита, Организация за земеделски изследвания (ARO), Центърът на вулканите, Бейт Даган, Израел

Мор Саломон

Отдел за цитрусови плодове, Израелския институт за биологичен контрол на Коен, Съвет за производство и маркетинг на растения, Бейт Даган, Израел

Марк Дж. Б. Врейсен

Лаборатории на МААЕ, Лаборатория за борба с насекоми, Съвместна програма на ФАО/МААЕ за ядрени техники в храните и земеделието, Международна агенция за атомна енергия, Зайберсдорф, Австрия

Дейвид Нестел

Катедра по ентомология, Институт за растителна защита, Организация за земеделски изследвания (ARO), Центърът на вулканите, Бейт Даган, Израел

Фанис Мисирлис

Departamento de Fisiología, Biofísica y Neurociencias, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional, Av. IPN 2508, Zacatenco, Мексико Сити, Мексико

Резюме

Въведение

Очевидно съображение при еволюцията на мухите и всички организми е физиологичното използване на металите като кофактори в протеините (Cyert and Philpott 2013; Godfrey and Glass 2011; Hansch and Mendel 2009). Металната хомеостаза възниква от комбинацията от регулиране на диетичната абсорбция и съхранение и екскреция в организма, за да се гарантира, че тъканите и клетките имат достатъчно метални йони на разположение за биологична употреба (Mandilaras et al. 2013; Southon et al. 2013; Tang and Zhou 2013). Диетичната абсорбция от своя страна е под непрекъснато влияние на околната среда, образувайки ключов екологичен фактор, определящ нишата на всеки вид (Forbes et al. 2009; Lang et al. 2012; Sharon et al. 2010). Степента, до която специализираните диети и естественият подбор влияят върху металните системи за хомеостаза при различни порядъци на насекоми, не е изследвана.

Предишни изследвания показват, че генетичните промени могат да повлияят на металната хомеостаза при Drosophila melanogaster, често използвана муха в основни изследвания. Мутациите в X-хромозомата на D. melanogaster могат да причинят драматични промени в общото натрупване на цинк в организма (Afshar et al. 2013) и мутации в железен транспортер (Bettedi et al. 2011) или мухи хетерозиготни за мутации в протеина за съхранение на желязо феритин (Gutierrez et al. 2013), натрупват по-малко желязо в телата си. По същия начин мухите, хетерозиготни за мутации в Syntaxin 5, натрупват по-малко мед (Norgate et al. 2010). Промени в концентрациите на метали могат да възникнат и чрез интерференция с РНК (Bahadorani et al. 2010; Soriano et al. 2013; Xiao et al. 2014). Освен това, когато девет вида Drosophilidae, избрани поради различията им в екологията и поведението и поради наличието на пълните им геноми (Clark et al. 2007), бяха отгледани на същата ларвена среда, те показаха сходен метален профил, което предполага, че еволюционният съществуват механизми, които оформят и запазват металната хомеостаза (Sadraie и Missirlis 2011). В тази статия разгледахме хипотезата, че тази относителна стабилност на лабораторно поддържани Drosophilidae metallomes се запазва и при други плодови мухи.

В това проучване беше измерено металното съдържание в телата на новопоявили се възрастни, принадлежащи към 14 различни вида плодни мухи, представляващи основните вредители. С изключение на D. ciliatus и една популация на C. capitata, всички други насекоми се отглеждат в съоръженията на IPCL. Докато предишни проучвания са сравнявали видове само в рамките на едно семейство, представляващи може би 10–12 милиона години разделяне, този ресурс е бил използван за оценка на еволюционните механизми, действащи върху хомеостазата на насекомите метали за много по-дълъг период, чрез сравняване на семействата Drosophilidae и Tephritidae, които се оценяват да са се разминавали в продължение на 100 милиона години (Beverley and Wilson 1984; Wulbeck and Simpson 2000). Освен това експериментално е въведена хранителна променлива (добавка от зехтин), за да се тества ефектът върху металните натрупвания и да се обърне внимание на теорията, че маслото намалява съдържанието на метални тъкани. Само няколко предишни проучвания са разглеждали дали зехтинът може да има метални хелатни свойства и нито едно от тях не включва тестове с експериментални животни (Briante et al. 2003; Paiva-Martins and Gordon 2005; Visioli and Galli 2002).

Материали и методи

Насекоми

маса 1

Характеристики и произход на видовете, използвани в това проучване