Spindelvæv Holder Genetiske Hemmeligheder Om Edderkopper Og Deres Prey

{h1}

Forskere studerer det genetiske materiale, der findes på edderkopper, for at lære mere om de økosystemer, som disse arachnider beboer.

Du kan tænke dig at tænke to gange, før du støvsuger nogle uønskede spindelvæv, du finder rundt i dit hjem - disse rotte spider lairs kan indeholde værdifulde oplysninger (værdifulde for forskere, det er).

En edderkoppes klæbende væv indeholder spor af critterens DNA samt DNA af uanset bytte, der var uheldigt nok til at sidde fast i nettet, ifølge en ny undersøgelse, som viste at disse små prøver af DNA kan forstærkes og sekventeres i et laboratorium. Med andre ord er en tom spindelbane ikke et mysterium; det er et fingerpeg, der kan fortælle forskere, hvilken slags edderkopper der blev bygget på nettet, og hvad bytte det i sin fælde.

At vide præcis, hvilke arter edderkoppen byggede en web i et bestemt område, samt at vide, hvad den edderkoppen feastede på, er vigtig information for forskere på en række områder - fra bevaringsøkologi til skadedyrsbekæmpelse, sagde studieleder forfatteren Charles C.Y. Xu, en kandidatstuderende i Erasmus Mundus Masterprogrammet (MEME) i evolutionærbiologi, et fælles program hostet af fire europæiske universiteter og Harvard University i USA. [Uhyggelig, Crawly & Incredible: Billeder af edderkopper]

"Der er mange forskellige metoder til at studere [edderkopper]," fortalte Xu WordsSideKick.com. For at samle prøver, forsøger forskere alt fra at slå (bogstaveligt talt slå på et træ, indtil edderkopper og andre insekter falder fra det) til aspirationsmetoden, hvilket er, når en forsker suger en edderkopp eller insekt i et glasflaske gennem et gummirør.

Men genetisk sekventering, som bliver billigere, muliggør nye metoder til at indsamle information om edderkopper og deres bytte - metoder, der ikke indebærer at jage, fange eller dræbe disse critters, sagde Xu.

Et klæbrigt eksperiment

Til undersøgelsen studerede Xu og hans kolleger webs af tre sorte enke edderkopper, der blev opbevaret i separate kabinetter. De fodrede hver spindel to crickets og fjernede flere dage senere webs fra kabinettet og bragte dem til et laboratorium. Derefter hentede de DNA fra edderkoppens webs med målet om at identificere DNA fra den sydlige sorte enke (Latrodectus mactans) der lavede nettet og huset crickets (Acheta domesticus), der landede i den.

"For at studere DNA skal du først gøre meget af det," sagde Xu. "Så vi brugte primere, som er enkeltstrengede DNA-fragmenter, der retter sig mod bestemte DNA-regioner, som vi ønsker at studere." Disse primere forstærker DNA, eller forårsager, at det skaber millioner af kopier af sig selv.

Xu og hans team besluttede at forstærke et gen, der hedder cytochromoxidase 1 - et mitokondriegen (fundet inden for mitokondrierorganelle celler), som kan bruges til at identificere en art. Dette er genet, der ofte bruges til "DNA-barcoding", en proces, hvor et kort og standardiseret fragment af DNA bruges til at identificere en organisme på samme måde som en stribet stregkode bruges til at identificere et produkt i supermarkedet.

DNA-stregkodning er tidligere blevet brugt til at identificere nye organismer, herunder maneter, flagermus og svampe. Og forskere verden over arbejder aktivt med at opbygge en database med DNA stregkoder til hundreder af tusindvis af arter - et initiativ, der startede i 2007. Men barcoding DNA fra en spider web var aldrig blevet forsøgt før dette studie, sagde Xu.

Bevarelse og videre

Xu og hans hold havde en ben op, når det drejede sig om at identificere DNA'et, de udtog fra de sorte enkewebs; de vidste allerede, hvad DNA de søgte efter (den af ​​sorte enker og huskrekuner). Dette tillod dem at skabe primere, der forstærkede den rigtige slags gener - de mitokondrie gener, der danner artens DNA stregkoder. Men en lidt modificeret teknik kan også bruges til at identificere DNA fra ethvert web, selvom en forsker ikke er sikker på, hvilken slags edderkop der har lavet det eller hvilken form for bytte til edderkoppen fanget. [Fantastiske billeder af edderkopper fra hele verden]

Ved hjælp af denne teknik, kendt som "next generation meta-barcoding sequencing", kunne forskere simpelthen gå ind i en skov eller et felt, samle alle edderkopper, som de måske snuble over og derefter sekvensere webens DNA i et laboratorium uden forudgående at vide, hvilken form for DNA er på nettet. Den mere avancerede teknik kunne give forskere detaljeret indsigt i de slags edderkopper og insekter, der ligger i et bestemt område, sagde Xu. DNA kan forblive på en web i lange perioder (mindst 88 dage, når det drejer sig om en af ​​de webs, der anvendes i undersøgelsen), tilføjede han.

"Disse genetiske teknologier kan være meget mere følsomme end traditionelle prøveudtagningsmetoder og sætte os i stand til at registrere DNA fra enhver edderkopper eller insekt uden at skulle specificere, hvilke arter vi leder efter i første omgang," sagde Xu. "De kunne muliggøre tidligere påvisning af [truede eller invasive] arter. For truede organismer kan det være vigtigt at markere nye bevaringsområder eller til invasive arter, der ombytter det invasive område."

Men økologer er ikke de eneste, der måske finder det nyttigt at udtrække DNA fra en edderkops web. Skadedyrsforskere kan bruge meta-barcoding sekventering for at finde ud af, hvilke typer edderkopper der hitching rider inde i kasser af importerede varer, eller for at finde ud af, hvilke arter edderkopper har invaderet en persons hjem.Og dem, der studerer biogeografi (undersøgelsen af ​​fordelingen og udviklingen af ​​arter over tid og geografisk placering) kunne udtrække DNA fra spiderwebs for at forstå befolkningsdifferentiering inden for en enkelt art.

"Hvis du kan samle DNA'et uden at skulle fange organismerne selv og dræbe dem, gør det processen meget lettere," sagde Xu. Og denne metode til at "samle" edderkopper kunne gøre det lettere for borgerforskere at hjælpe med forskningsprojekter eller at finde ud af mere om deres lokale økosystemer, tilføjede han.

Fremad, sagde Xu, at han gerne vil bruge lidt tid i skoven og samle webs og derefter forsøge at finde ud af, hvilke medlemmer af det lokale edderkopp- og insektssamfund, der forlod deres DNA på den klæbende silke.

Den nye undersøgelse blev offentliggjort i dag (25. november) i tidsskriftet PLOS ONE.

Følg Elizabeth Palermo @techEpalermo. Følg WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook & Google+. Originalartikel om WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com