揭示了以声名狼藉著称的产奶昆虫的蓝图

非洲采采蝇并不令人愉快。它们比牛虻略大,而且非常具有攻击性,它们高速径直飞向目标,弹开,然后在周围搜寻合适的地点进行叮咬。

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


新生采采蝇幼虫不知何故既令人厌恶又可爱:两个圆溜溜的眼睛附在一个土豆上。这个小家伙是完全靠牛奶喂养长大的。照片由杰弗里·M·阿塔多拍摄。经许可使用。

非洲采采蝇并不令人愉快。它们比牛虻略大,而且非常具有攻击性,它们高速径直飞向目标,弹开,然后在周围搜寻合适的地点进行叮咬。如果它们足够幸运能够做到这一点,它们会进行痛苦的叮咬,在此期间它们会吸取几乎相当于自身体重的血液。它们如此专注于血液,以至于雌雄都避开任何营养补充食物(即使雌蚊子也会吸食花蜜),因此,它们与三种不同的共生细菌保持着不安的联盟,这些细菌可以合成它们饮食中缺乏的维生素。但它们的繁殖习性简直就像哺乳动物一样。幼小的后代在子宫内吸吮母亲的乳汁,然后通过类似分娩的过程被排出。

我们在对抗这些昆虫以及它们携带的引起昏睡病的寄生虫的战争中取得了重大进展,即对它们的基因组进行了测序,今天在《科学》杂志上宣布我为《国家地理新闻》报道了这个故事;前往那里阅读基因组揭示的惊人之处,并观看采采蝇产下一条又大又肥的幼虫的引人入胜的视频。描述基因组的论文有146位共同作者,我认为一位与我交谈的科学家恰如其分地将这项努力描述为“英雄般的”。


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我在那篇报道中没有空间包含我在报道过程中学到的所有内容,特别是关于它们牛奶的一些有趣的细节,所以我认为我应该在这里与您分享这些内容。

采采蝇的乳汁与哺乳动物的乳汁非常相似。它是由脂肪、蛋白质和共生细菌组成的奶油状乳化液,这些细菌对于营养和免疫至关重要。基因组显示,许多采采蝇乳蛋白的进化功能与哺乳动物乳蛋白(如酪蛋白(乳化脂肪)或乳铁蛋白(结合铁))非常相似。采采蝇版本的乳铁蛋白,即转铁蛋白,结合铁以防止细菌获得这种重要的营养物质,并帮助幼虫发育和营养。

采采蝇乳汁甚至传递了维持采采蝇生命并帮助它们发展免疫系统的三种共生细菌中的两种,这与最近发现的人乳将共生肠道细菌传递给婴儿的情况类似。一位项目科学家甚至向我提到,在合适的条件下,这种乳汁甚至会像牛奶一样凝结,这引发了一个令人厌恶的想法,即有可能制作采采蝇奶酪(即将来到您附近的时尚小酒馆!)。

由于以吸血为生也意味着大量饮水,它们需要能够将水分从食物中泵出的蛋白质。在采采蝇中发现了十种这样的蛋白质——水通道蛋白——而蚊子中有六种,果蝇果蝇中有八种。这种蛋白质似乎已被采采蝇用于另一种用途——它在采采蝇乳腺中也很丰富,在那里它可能被用来将水泵它们的乳汁中。

基因组还揭示了一个小小的讽刺:与寄生蜂相关的病毒痕迹。这表明采采蝇本身就是或者曾经是被它们自己带翅膀的、有刺的寄生虫跟踪的。

要了解更多信息,请前往我在国家地理的故事

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