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渥巴染上身,安能辨我是雄雌?

圖片來源:AJC1@flickr

對昆蟲來說,性別決定除了由性染色體調控之外,還有許多因素,例如:溫度、曝光週期、族群密度、位置等等,但是你有聽過被細菌所調控性別的表現嗎?    

寬邊黃粉蝶(Eurema hecabe)的卵在被兩種不同品系的沃巴赫氏菌(Wolbachia)感染後,雄性的卵會發育表現出雌性的外表型。為了要研究到底沃巴赫氏菌的感染是何時、如何使雄性寬邊黃粉蝶雌性化(feminized),研究人員就分別自不同齡的若蟲開始持續餵食加入抗生素的糖水水溶液。結果發現餵食抗生素給一齡若蟲,會導致成蟲出現「跨性特徵」(sexually intermediate traits)。但隨著開始給予抗生素的時間點越晚,發生跨性特徵的情形就越少,由此可知使寬邊黃粉蝶雌性化的沃巴赫氏菌是在早期幼蟲時施展它的本領,並且從早期幼蟲開始就不斷扮演著維持著表現雌性外表型的角色。   

除了跨性特徵的現象,早期幼蟲服用抗生素後,有很大的機率在蛹期時死亡。經過檢測,死亡的蛹感染沃巴赫氏菌的感染濃度通常低於正常羽化的個體,可以看出沃巴赫氏菌在宿主中還可以提供某種機能使宿主順利羽化。因此被以抗生素處裡的幼蟲所結的蛹會死可以被認為是一種 Wolbachia -mediated addiction。昆蟲起初不需要這個共生菌,可是一但被感染,昆蟲就得依賴沃巴赫氏菌調控機制才能順利長大。   

另外研究人員對已感染沃巴赫氏菌的寬邊黃粉蝶雌性成蟲餵食抗生素後,再讓它和未感染沃巴赫氏菌的雄性交配,結果產下的子代全部都是雄性,因為被雌性化的這些雌蟲基因型還是雄性的ZZ,產生的卵基因型也為ZZ,和正常雄性(ZZ)交配所產生的子代必然為雄性。   

雖然這個實驗無法完全闡明沃巴赫氏菌影響昆蟲性別表現的機制,但是也發現了不少因為感染沃巴赫氏菌而產生的現象,提供的一些繼續探討可以切入的方向。    

作者:李長亭, 生科95級   

名詞解釋:

  • 跨性特徵(Sexually intermediate traits):個體的性別外表型同時具有部份雌性及部份雄性的特徵
  • 雌性化(Feminize):使基因型為雄性的個體表現出雌性的外表
  • Wolbachia -mediated addiction :昆蟲對於 Wolbachia 產生依賴性,缺乏 Wolbachia的個體就不能存活或成功繁衍後代

研究原文:Satoko Narita, Daisuke Kageyama, Masashi Nomura, and Takema Fukatsu. Unexpected mechanism of symbiont-induced reversal of insect sex: feminizing Wolbachia continuously acts on the butterfly Eurema hecabe during larval development. Appl. Environ. Microbiol. 2007 73: 4332-4341.

文章來源:30.6kj

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關於作者

慈濟大學生命科學系的教書匠。對肉眼看不見的微米世界特別有興趣,每天都在探聽細菌間的愛恨情仇。希望藉由長時間的發酵,培養出又香又醇的細菌人。