揭示了以聲名狼藉著稱的產奶昆蟲的藍圖

非洲采采蠅並不令人愉快。它們比牛虻略大,而且非常具有攻擊性,它們高速徑直飛向目標,彈開,然後在周圍搜尋合適的地點進行叮咬。

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點


新生采采蠅幼蟲不知何故既令人厭惡又可愛:兩個圓溜溜的眼睛附在一個土豆上。這個小傢伙是完全靠牛奶餵養長大的。照片由傑弗裡·M·阿塔多拍攝。經許可使用。

非洲采采蠅並不令人愉快。它們比牛虻略大,而且非常具有攻擊性,它們高速徑直飛向目標,彈開,然後在周圍搜尋合適的地點進行叮咬。如果它們足夠幸運能夠做到這一點,它們會進行痛苦的叮咬,在此期間它們會吸取幾乎相當於自身體重的血液。它們如此專注於血液,以至於雌雄都避開任何營養補充食物(即使雌蚊子也會吸食花蜜),因此,它們與三種不同的共生細菌保持著不安的聯盟,這些細菌可以合成它們飲食中缺乏的維生素。但它們的繁殖習性簡直就像哺乳動物一樣。幼小的後代在子宮內吸吮母親的乳汁,然後透過類似分娩的過程被排出。

我們在對抗這些昆蟲以及它們攜帶的引起昏睡病的寄生蟲的戰爭中取得了重大進展,即對它們的基因組進行了測序,今天在《科學》雜誌上宣佈我為《國家地理新聞》報道了這個故事;前往那裡閱讀基因組揭示的驚人之處,並觀看采采蠅產下一條又大又肥的幼蟲的引人入勝的影片。描述基因組的論文有146位共同作者,我認為一位與我交談的科學家恰如其分地將這項努力描述為“英雄般的”。


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我在那篇報道中沒有空間包含我在報道過程中學到的所有內容,特別是關於它們牛奶的一些有趣的細節,所以我認為我應該在這裡與您分享這些內容。

采采蠅的乳汁與哺乳動物的乳汁非常相似。它是由脂肪、蛋白質和共生細菌組成的奶油狀乳化液,這些細菌對於營養和免疫至關重要。基因組顯示,許多采採蠅乳蛋白的進化功能與哺乳動物乳蛋白(如酪蛋白(乳化脂肪)或乳鐵蛋白(結合鐵))非常相似。采采蠅版本的乳鐵蛋白,即轉鐵蛋白,結合鐵以防止細菌獲得這種重要的營養物質,並幫助幼蟲發育和營養。

采采蠅乳汁甚至傳遞了維持采采蠅生命並幫助它們發展免疫系統的三種共生細菌中的兩種,這與最近發現的人乳將共生腸道細菌傳遞給嬰兒的情況類似。一位專案科學家甚至向我提到,在合適的條件下,這種乳汁甚至會像牛奶一樣凝結,這引發了一個令人厭惡的想法,即有可能製作采采蠅乳酪(即將來到您附近的時尚小酒館!)。

由於以吸血為生也意味著大量飲水,它們需要能夠將水分從食物中泵出的蛋白質。在采采蠅中發現了十種這樣的蛋白質——水通道蛋白——而蚊子中有六種,果蠅果蠅中有八種。這種蛋白質似乎已被采采蠅用於另一種用途——它在采采蠅乳腺中也很豐富,在那裡它可能被用來將水泵它們的乳汁中。

基因組還揭示了一個小小的諷刺:與寄生蜂相關的病毒痕跡。這表明采采蠅本身就是或者曾經是被它們自己帶翅膀的、有刺的寄生蟲跟蹤的。

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