Apa Itu Semut Jack Jumper: Ketahui Mengenai Kawalan Semut Jack Jumper Australia


Oleh: Mary H. Dyer, Penulis Taman Berkredibiliti

Semut Jack jumper mungkin mempunyai nama yang lucu, tetapi tidak ada yang lucu mengenai semut melompat agresif ini. Sebenarnya, sengatan semut jack jumper boleh menjadi sangat menyakitkan, dan beberapa kes, sangat berbahaya. Teruskan membaca untuk mengetahui lebih lanjut.

Fakta Semut Jack Jumper

Apa itu semut jack jumper? Semut Jack jumper tergolong dalam genus semut melompat yang terdapat di Australia. Mereka semut besar, berukuran sekitar setengah inci (4 cm.), Walaupun ratu lebih panjang. Apabila mereka diancam, semut jack jumper dapat melonjak 3 hingga 4 inci (7.5-10 cm).

Habitat semula jadi untuk semut jack jumper adalah hutan terbuka dan hutan, walaupun kadang-kadang mereka boleh ditemui di habitat yang lebih terbuka seperti padang rumput dan, sayangnya, rumput dan kebun. Mereka jarang dilihat di kawasan bandar.

Jack Jumper Semut

Walaupun sengatan semut jack jumper sangat menyakitkan, mereka tidak menimbulkan masalah sebenar bagi kebanyakan orang, yang hanya mengalami kemerahan dan bengkak. Namun, menurut lembaran fakta yang diedarkan oleh Jabatan Air, Taman dan Alam Sekitar Tasmania, racun tersebut dapat menyebabkan kejutan anafilaksis di sekitar 3 persen populasi, yang diyakini lebih kurang dua kali ganda kadar alergi terhadap sengatan lebah.

Bagi orang-orang ini, sengatan semut jack jumper boleh menyebabkan gejala seperti kesukaran bernafas, bengkak lidah, sakit perut, batuk, kehilangan kesedaran, tekanan darah rendah, dan peningkatan degupan jantung. Gigitan berpotensi mengancam nyawa tetapi, untungnya, kematian akibat sengatan sangat jarang berlaku.

Keterukan reaksi terhadap sengatan semut jack tidak dapat diramalkan dan mungkin bergantung pada sejumlah faktor, termasuk waktu tahun, jumlah racun yang memasuki sistem atau lokasi gigitan.

Mengawal Semut Jack Jumper

Pengendali semut jack jumper memerlukan penggunaan serbuk racun perosak yang berdaftar, kerana tidak ada kaedah lain yang berkesan. Gunakan racun perosak hanya seperti yang disyorkan oleh pengilang. Sarang, yang sukar dijumpai, biasanya terletak di tanah berpasir atau kerikil.

Sekiranya anda melancong atau berkebun di lokasi terpencil Australia dan anda disengat oleh semut pelompat, perhatikan tanda-tanda kejutan anafilaksis. Sekiranya perlu, dapatkan bantuan perubatan secepat mungkin.

Artikel ini terakhir dikemas kini pada


Kawalan Perosak Tenterfield

Semut adalah serangga yang berjaya menjajah kebanyakan tempat di planet ini, kecuali Antartika. Telah dianggarkan bahawa mereka merangkumi sebanyak 15 hingga 20% dari biomassa dari semua haiwan darat.

Semut tinggal di jajahan dan merupakan serangga sosial, dengan sistem hierarki dan kasta. Jajahan boleh berkisar dari kecil hingga besar, dengan berjuta-juta orang. Sistem kasta sama dengan banyak serangga sosial, dengan ratu di bahagian atas dan anggota koloni yang berbeza memenuhi fungsi lain.

Pekerja membersihkan dan menjaga sarang serta mencari makanan dan menjaga anak muda. Askar melindungi sarang. Mekanisme pertahanan mereka berbeza mengikut spesies, beberapa gigitan sementara yang lain menyengat.

Pada masa-masa tertentu dalam tahun semut bersayap muncul, baik jantan dan betina, yang terbang dari sarang untuk memulakan jajahan di tempat lain. Semut jantan bersayap dipanggil drone. Selepas mengawan, drone mati. Wanita itu melepaskan sayapnya dan bertelur, menjaga generasi pertama yang akan menjadi pekerja.

Pekerja dapat menempuh jarak yang agak jauh untuk mencari makanan, menandakan jalan mereka dengan feromon. Apabila sumber makanan yang baik telah ditemui, semut lain akan mengikuti jejak feromon ke dan dari sarang. Inilah sebabnya mengapa semut biasanya bergerak dalam lajur.

Masalah Semut

Semut boleh menjadi gangguan di mana-mana rumah. Sekeping gula-gula yang tersisa di atas meja akan segera mempunyai jejak semut yang menghampirinya. Walaupun semut membuang serpihan kayu dan habuk papan semasa membersihkan sarangnya, mereka tidak merosakkan kayu yang baik. Sebarang kerosakan pada kayu hampir pasti disebabkan oleh anai-anai dan bukan semut.

Di beberapa kawasan di Australia, semut telah menjadi lebih daripada gangguan. Setelah ditemui di Cairns pada tahun 2001, semut Crazy Kuning telah menyebar dengan cepat ke utara, menyebabkan kekacauan di mana sahaja ia muncul. Di Edmonton, seorang penduduk mengatakan bahawa dia terjaga tiga kali pada waktu malam oleh asid dari semut yang menyakitkan matanya. Di beberapa kawasan, penduduk telah berhenti merawat kebun mereka kerana mereka sendiri dilindungi semut.

Semut yang sama ini telah mempengaruhi populasi ketam perompak di Kepulauan Krismas dan akibatnya mengubah jenis tanaman yang tumbuh di kawasan itu. Terdapat ketakutan bahawa kesan serupa dapat dilihat dalam hidupan liar Queensland. Pertanian di rantau ini dirosakkan berjuta-juta dolar setiap tahun, jumlah yang dijangka tumbuh secara mendadak kecuali semut dapat dikendalikan. Satu laporan menunjukkan bahawa kosnya akhirnya setinggi A $ 3 bilion.

Sengat Jack Jumper semut (Myrmecia pilosula) boleh membawa maut kepada orang yang sensitif dan anti-racun kini boleh didapati. Empat kematian akibat anafilaksis yang disebabkan oleh sengatan semut Jack Jumper dilaporkan dari Tasmania antara tahun 1980 dan 2000. Ia diklasifikasikan sebagai salah satu semut paling berbahaya di dunia.

Spesies

Walaupun terdapat lebih dari 1,300 spesies semut yang terkenal di Australia, hanya sebilangan kecil makhluk perosak. Spesies perosak merangkumi yang berikut:

  • Semut Argentina (Linepithema memalukan) - spesies kecil dengan panjang antara 1.5 dan 3mm, berwarna coklat muda.
  • Semut Coklat Pantai (Pheidole megacephala) - berwarna coklat muda, panjang antara 1.5 hingga 2.5mm.
  • Semut Pharoah (Monomorium pharaonis) - berubah warna dari coklat kekuningan hingga coklat gelap. Panjang 1.5 hingga 2mm.
  • Semut berbau (Tapinoma sessile) - spesies kecil lain antara 2 dan 3mm, yang seperti namanya menunjukkan bau tengik jika dihancurkan.
  • Semut tukang kayu (Camponotus spesies) - spesies yang lebih besar dari 7 hingga 12mm panjang dan berubah warna.
  • Semut daging (Iridomyrmex purpureus) - spesies merah dan hitam yang lebih besar lagi hingga 15mm.
  • Semut Bull Bull (Myrmecia spesies) - semut agresif yang panjangnya 20mm, berwarna merah atau hitam dan mempunyai rahang panjang. Ini terutamanya perosak kebun yang dapat menyakitkan berulang kali.
  • Semut Jack Jumper (Myrmecia pilosula) - saudara dekat semut Bull Dog, semut panjang 14mm ini berwarna hitam dengan rahang dan kaki oren. Mereka juga dikenali sebagai semut Skipper atau semut Hopper. Mereka semut berbahaya, bertanggung jawab atas kematian setiap beberapa tahun kerana kejutan anaphylactic yang disebabkan oleh sengatan mereka.
  • Semut api (Solenopsis spesies) - spesies kecil, panjangnya kira-kira 6mm, yang biasanya akan membina gundukan di kebun tetapi boleh menyerang rumah. Sekiranya terganggu mereka menyengat secara agresif.
  • Semut Gila Kuning (Gracilipes Anoplolepis) - panjangnya kira-kira 5mm tetapi tersenarai dalam 100 spesies invasif terburuk mana-mana tumbuhan atau haiwan di dunia. Semut ini tidak menyengat, tetapi mungkin menyemburkan asid formik.

Kawal

Langkah pertama untuk mengawal semut adalah mencari sarangnya, yang tidak selalu mudah. Menyembur individu atau bahkan semut tidak akan membahayakan jajahan, di mana ribuan yang lain ada untuk menggantikannya.

Penting untuk mengenal pasti spesies yang hendak dibasmi. Koloni ratu tunggal lebih mudah dihancurkan daripada yang mempunyai lebih dari satu ratu. Pemusnahan koloni yang tidak lengkap dengan lebih dari satu permaisuri boleh menyebabkan mangsa yang selamat meninggalkan laman web asal dan berpecah menjadi beberapa jajahan.

Di kebun atau halaman, tanah jajahan boleh membina gundukan kecil atau sarang di sebelah atau di bawah batu. Di luar rumah, sarang mereka selalu berada di bawah tanah, jadi ikuti garis semut. Walaupun pintu masuk ke sarang kecil, semut askar biasanya dapat dilihat berjaga-jaga di luar. Sekiranya sarang dijumpai di dalam tanah, ia dapat dirawat dengan pelbagai jenis racun serangga, seperti cecair Pyrethoid atau Bifenthrin. Racun serangga dipam ke kawasan sarang, sering kali berada di bawah tekanan.

Di dalam rumah, semut boleh membina sarangnya di dinding, di bawah asas atau di antara batu bata. Umpan biasanya digunakan untuk menyerang pencerobohan semut dalam ruangan, diletakkan di dalam bekas untuk mengelakkan risiko anak dan haiwan peliharaan. Seperti anai-anai, semut bersifat trophallaxic sehingga para pekerja akan membawa umpan insektisida kembali ke sarang dan membaginya di antara semut lain, yang menyebabkan kematian koloni.

Umpan biasanya akan membunuh semut dalam masa tiga hari. Ia harus diletakkan di dekat atau di kawasan semut.


Keseluruhan Terbaik: Terro T300B Liquid Ant Bait Ant Killer

Apabila anda mahukan cara yang tidak dapat disingkirkan untuk menyingkirkan semut rumah tangga yang menjengkelkan, pengulas mengatakan TERRO T300 Liquid Ant Baits adalah penyelesaian mereka. Dibuat dengan Borax dan bahan-bahan lain, bahan tersebut diisi dan mudah digunakan: Anda hanya memotong bahagian atas setiap umpan dengan sepasang gunting dan meletakkannya di tempat di mana anda telah melihat banyak semut. Umpan terdapat dalam bungkusan enam, dan harus dijauhkan dari binatang peliharaan atau anak kecil.

Penting untuk diperhatikan bahawa walaupun umpan semut umumnya sangat berkesan, mereka memerlukan masa untuk mengganggu sistem pencernaan semut, malah pengguna pada mulanya mungkin melihat lebih banyak semut sebelum umpan cukup kembali ke koloni. Pengilangnya mengatakan prosesnya boleh memakan masa hingga dua minggu, dan penting untuk memastikan mereka tidak mempunyai apa-apa lagi. Sebilangan besar pengulas mengatakan umpan ini secara drastik mengurangkan atau menghilangkan masalah semut mereka, dan mereka suka bahawa tidak ada bau atau kekacauan untuk ditangani. Ada yang mengatakan bahawa semut mereka mengabaikan umpan, bagaimanapun, sementara beberapa yang lain mengatakan umpan itu terus menarik semut tetapi tidak pernah menghentikan serangan tersebut.

"Setelah memasang umpan semut ini di dapur dan bilik mandi kami, kami melihat peningkatan aktiviti semut yang hampir tiba-tiba. Jangan bimbang - itulah yang sepatutnya berlaku. Kami melihat paling banyak pengunjung dalam beberapa hari pertama, dan kemudian aliran yang stabil berlanjutan selama lebih dari seminggu, akhirnya menurun jumlahnya sehingga tidak ada semut yang terlihat dua minggu. "-Sarah Vanbuskirk, Penguji Produk


Proses Pengawalan Semut Profesional

Penyelesaian di rumah untuk serangan semut sering kali tidak mengatasi punca masalah. Sekiranya anda mahukan rumah anda benar-benar bebas dari semut yang menjengkelkan, dapatkan bantuan daripada pakar kawalan perosak semut di Perth.

Mereka memastikan bahawa setiap celah dan celah mendapat rawatan, dan mereka mencari tanah jajahan tersebut dan memastikan mereka hancur sepenuhnya. Prosesnya memerlukan beberapa jam hingga satu hari paling banyak. Dengan begitu, semut hitam tidak akan mengganggu kediaman anda.

Pengawalan makhluk perosak semut profesional di Perth juga akan menasihati anda untuk mencegah jangkitan kutu di masa hadapan. Buat janji temu dengan kami hari ini.

Penting untuk mengenal pasti jenis semut untuk memberi kawalan perosak semut yang berkesan di Perth dan menghentikan serangan semut daripada mendatangkan malapetaka. Semut yang berbeza dikenal pasti mengikut makanan, tempat bersarang dan tingkah laku pilihan mereka.


Hasil / Perbincangan

Urutan, Perhimpunan, dan Anotasi Atta cephalotes Genom

Tiga lelaki dari dewasa Atta cephalotes koloni di Gamboa, Panama dikumpulkan dan diurutkan menggunakan pyrosequencing berasaskan 454 [25] dengan kedua-dua fragmen dan pendekatan urutan berpasangan. Sebanyak 12 larian fragmen senapang genom keseluruhan dilakukan menggunakan platform Titanium 454 FLX sebagai tambahan kepada dua larian penjujukan dari perpustakaan berpasangan hujung 8 kbp, dan satu larian perpustakaan berpasangan hujung berpasangan 20 kbp. Pengumpulan data ini menghasilkan urutan genom 290 Mbp, serupa dengan ukuran genom 300 Mbp yang sebelumnya dianggarkan untuk A. cephalotes [30]. Genom tersebar di 42.754 babi dengan panjang purata 6,788 bp dan N50 14,240 bp (Jadual 1). Urutan berpasangan (8 kbp dan 20 kbp sisipan) menghasilkan 2.835 perancah meliputi 317 Mbp dengan perancah N50 berukuran 5,154,504 bp. Perbezaan antara ukuran contig dan perancah mungkin disebabkan oleh jumlah pengulangan yang terdapat dalam genom ini (lihat di bawah) yang membawa kepada ukuran pemasangan yang meningkat kerana contengan chimeric. Berdasarkan jumlah pasangan asas yang dihasilkan dan ukuran genom yang diramalkan, kami menganggarkan bahawa liputan A. cephalotes genom ialah 18-20X.

Untuk menentukan kelengkapan A. cephalotes urutan genom, kami melakukan tiga analisis. Pertama, kami membandingkan A. cephalotes anotasi genom terhadap sekumpulan gen eukariotik teras menggunakan CEGMA [31], dan mendapati bahawa 234 daripada 248 protein teras (94%) hadir dan lengkap, sementara 243 (98%) hadir dan diwakili sebahagian. Kedua, kami menganalisis protein ribosom sitoplasma (CRP) di A. cephalotes genom dan mengenal pasti sejumlah 89 gen (Teks S1). Ini menyandikan pelengkap penuh 79 CRP yang diketahui ada pada binatang, sembilan di antaranya diwakili oleh pendua gen (RpL11, RpL14, RpS2, RpS3, RpS7, RpS13, RpS19, RpS28) atau rangkap tiga (RpL22). Kehadiran satu set lengkap dari banyak gen ini, yang disebarkan secara meluas ke seluruh genom, mengesahkan kualiti tinggi dari gen tersebut A. cephalotes urutan genom (Teks S2). Akhirnya, kami mendapati bahawa genom A. cephalotes mengandungi 66 daripada 67 gen nuklear fosforilasi oksidatif (OXPHOS) yang diketahui dalam serangga (Teks S3). Satu-satunya gen OXPHOS yang hilang, cox7a, kami didapati juga hilang di kedua semut itu Camponotus floridanus dan Pengasin garam Harpegnathos dan lebah madu Apis mellifera. Kehadiran gen ini di tawon permata Nasonia vitripennis (bersama dengan serangga holometabolous lain), menunjukkan kehilangan spesifik Hymenoptera aculeate, dan bukannya kekurangan liputan genom untuk A. cephalotes.

Kami juga menghasilkan anotasi untuk A. cephalotes genom menggunakan pendekatan gabungan anotasi yang dihasilkan secara elektronik diikuti dengan tinjauan manual dan penyusunan subset model gen. Ungkapan Urutan Terangkan (EST) dihasilkan dari kumpulan pekerja yang terdiri dari pelbagai peringkat umur dan kasta dari koloni yang dikendalikan oleh makmal A. cephalotes digunakan bersama dengan saluran anotasi automatik MAKER [32] untuk menghasilkan anotasi genom awal. Kumpulan anotasi yang dihasilkan secara elektronik ini (OGS1.1) mengandungi sejumlah 18,153 model gen yang mengekodkan 18,177 transkrip (Lihat Bahan dan Kaedah), 7,002 daripadanya mempunyai pengesahan tapak sambatan EST dan 7,224 mempunyai pertindihan sekurang-kurangnya sebahagian EST. Anotasi gen yang dihasilkan MAKER digunakan untuk tinjauan hiliran lebih lanjut dan penyusunan manual lebih 500 gen di 16 kategori gen (Jadual S1). Penemuan penting dari anotasi ini diserlahkan di bawah, dengan perincian tambahan analisis penuh kami yang dijelaskan dalam Teks S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10, S11, S12, S13, S14, S15, S16 , S17, S18, S19, S20).

Sebagai tambahan kepada A. cephalotes urutan genom, kami juga mendapatkan semula genom mitokondria lengkap dan bulat 18-20X, yang menunjukkan identiti urutan keseluruhan yang kuat terhadap urutan genom mitokondria yang dilaporkan untuk tawon bersendirian Diadegma semiclausum [33]. Analisis sinen mengenai gen yang diramalkan pada A. cephalotes genom mitokondria menunjukkan susunan gen yang hampir sama dengan genom mitokondria A. mellifera [34] (Teks S4).

DNA berulang

The A. cephalotes pemasangan mengandungi 80 Mbp elemen berulang, yang merangkumi 25% daripada ramalan pemasangan (Jadual S2). Sebilangan besar ini adalah pengulangan bersilang, yang menyumbang 70 Mbp (21%). Sebilangan besar pengulangan ini adalah unsur transposable (TE), dengan DNA DNA paling banyak dan menyumbang 14.3 Mbp (4.5%). Sebilangan besar serpihan elemen retroid juga dikenal pasti, dengan Gypsy / DIRS1 dan L2 / CR1 / Rex sebagai yang paling banyak. Walau bagaimanapun, majoriti elemen bersilang (51.8 Mbp) serupa dengan de novo ramalan bahawa kita tidak dapat dikelaskan kepada keluarga tertentu (Jadual S2). Penambahbaikan pada pemasangan, penyatuan bukti anotasi berulang, dan penyusunan manual akan diperlukan untuk menentukan sama ada unsur-unsur ini mewakili keluarga TE baru atau sarang pengulangan bersilang yang kompleks.

Memandangkan persatuan wajib antara A. cephalotes dan kultivar jamurnya, kami menyiasat kemungkinan bahawa A. cephalotes genom mungkin mengandungi unsur-unsur transposable yang biasanya terdapat pada kulat. Ini dilakukan dengan menganalisis semula genom menggunakan perpustakaan TE yang dioptimumkan untuk pengesanan Fungi dan Viridiplantae. Kami tidak menemui bukti untuk mana-mana retroid atau DNA lengkap dengan skor tinggi atau panjang dari mana-mana taksa ini yang terdapat di A. cephalotes genom.

Anggaran kami bahawa 25% daripada A. cephalotes pemasangan mengandungi unsur berulang mungkin tidak jelas kerana pemasangan kami merangkumi 317 Mbp dan anggaran ukuran genom untuk A. cephalotes ialah 300 Mbp [30]. Walau bagaimanapun, ramalan ini lebih serupa dengan spesies semut lain [27] dan N. vitripennis [35] daripada A. mellifera [28], yang kekurangan sebahagian besar unsur retroid dan elemen transposable (TE) lain yang terdapat di A. cephalotes.

Analisis Komposisi Global

Genom eukariotik dapat difahami dari perspektif topografi nukleotida mereka, terutama berkenaan dengan kandungan GC mereka. Karya sebelumnya menunjukkan bahawa genom haiwan tidak seragam, tetapi terdiri daripada domain komposisi termasuk peregangan DNA yang homogen dan tidak homogen dengan komposisi GC yang berbeza-beza [36]. Analisis komposisi global dilakukan untuk A. cephalotes dan taburan komposisi dibandingkan dengan genom serangga lain, seperti yang dijelaskan dalam Teks S5. Analisis ini menunjukkan bahawa A. cephalotes mempunyai sebaran komposisi yang serupa dengan genom haiwan lain, dengan banyak urutan domain pendek dan beberapa urutan domain panjang. A. cephalotes juga mempunyai bilangan urutan domain kaya GC panjang terbanyak jika dibandingkan dengan genom serangga lain, dengan lebih dari enam kali bilangan urutan domain kaya GC panjang daripada N. vitripennis genom. Apabila gen dipetakan ke domain komposisi di A. cephalotes genom, kita dapati bahawa ia diedarkan secara seragam ke seluruh genom, berbeza dengan N. vitripennis dan A. mellifera, yang mempunyai gen yang berlaku di kawasan genomnya yang lebih miskin GC.

Metilasi DNA

Metilasi gen telah dilaporkan untuk hymenopteran lain termasuk A. mellifera [37] dan N. vitripennis [35]. Pada serangga, dianggap bahawa proses ini menyumbang kepada membungkam gen [37], tetapi laporan terbaru menunjukkan korelasi positif antara metilasi DNA dan ekspresi gen [38], [39]. Metilasi DNA dianggap melibatkan tiga gen: dnmt1, dnmt2, dan dnmt3 [40], walaupun peranan yang tepat dnmt2 tetap tidak dapat diselesaikan. Kami menemui ketiga-tiga gen sebagai satu salinan dalam A. cephalotes, yang serupa dengan semut lain [27] tetapi berbeza dengan A. mellifera dan N. vitripennis di mana dnmt1 telah berkembang menjadi dua dan tiga salinan, masing-masing [35] (Teks S6). Dnmt3 diketahui terlibat dalam pembangunan kasta di A. mellifera [41], dan kehadiran gen ini di A. cephalotes oleh itu mungkin menunjukkan peranan yang serupa.

Gangguan RNA adalah mekanisme di mana ekspresi transkrip RNA dimodulasi [42]. Kami menganugerahkan sejumlah 29 gen yang berkaitan dengan RNAi di A. cephalotes, termasuk sebilangan besar gen yang terlibat dalam jalur mikroRNA, jalur RNA kecil yang mengganggu, dan jalur RNA berinteraksi piwi (Teks S7). Semua gen RNAi yang dikesan dijumpai sebagai satu salinan kecuali dua salinan gen berkhasiat. Salah satu daripadanya mengandungi tiga domain pengikat RNA untai dua ciri berkhasiat dalam D. melanogaster [43], sedangkan yang lain hanya mengandungi dua. Tidak diketahui apa peranan kedua ini berkhasiatgen seperti dalam bermain A. cephalotes dan kerja masa depan diperlukan untuk menyimpulkan peranannya.

Laluan Isyarat Insulin

Jalur isyarat insulin adalah sistem yang sangat terpelihara pada serangga yang memainkan peranan penting dalam banyak proses termasuk metabolisme, pembiakan, pertumbuhan, dan penuaan [44]. Analisis sistem isyarat insulin di A. cephalotes mendedahkan bahawa ia mempunyai semua gen inti yang diketahui turut serta dalam jalur ini (Teks S8). Salah satu ciri khas dari A. cephalotes biologi adalah sistem kasta berdasarkan ukurannya yang rumit dan, walaupun hampir tidak ada yang diketahui mengenai asas genetik perkembangan kasta di semut ini, pada masa ini dianggap bahawa ia secara intrinsik berkaitan dengan perawatan brood dan jumlah nutrien yang diberikan untuk mengembangkan larva [1 ]. Memandangkan pentingnya sistem isyarat insulin dalam pemakanan, kemungkinan jalan ini terlibat dalam pembezaan kasta di A. cephalotes, seperti yang telah ditunjukkan untuk A. mellifera [45].

Protein Jeli Diraja Kuning dan Utama

Protein royal jeli kuning / utama dikodkan oleh kelas gen yang penting dan dalam A. mellifera mereka dianggap tidak terpisahkan dari banyak aspek utama tingkah laku eusosial [46]. Sebagai contoh, anggota gen ini terlibat dalam pengembangan kasta dan penentuan jantina. Analisis keluarga gen ini di A. cephalotes mendedahkan sejumlah 21 gen, 13 daripadanya tergolong dalam gen kuning dan 8 daripadanya mengekod protein royal jelly utama (MRJP) (Teks S9). Secara amnya, gen kuning memaparkan ortologi satu lawan satu dengan gen kuning pada serangga lain seperti Drosophila melanogaster dan N. vitripennis. Dengan lapan anggota di subfamily MRJP, yang terhad kepada Hymenoptera, bilangan gen MRJP di A. cephalotes sama dengan bilangan yang dilaporkan untuk Hymenoptera lain [35], [46]. Walau bagaimanapun, lima daripada lapan gen di A. cephalotes adalah pseudogenes. Ini mungkin menunjukkan bahawa jumlah MRJP yang banyak salinan mungkin merupakan ciri leluhur dan itu Atta sedang dalam proses kehilangan gen ini. Kehilangan MRJP mungkin menjadi tema umum di antara semut, seperti urutan genom yang dilaporkan baru-baru ini C. floridanus dan H. saltator mendedahkan hanya satu dan dua gen MRJP, masing-masing [27].

Polifenisme Sayap

Polifenisme sayap adalah ciri semut semesta yang telah menyumbang kepada kejayaan evolusi mereka [1]. Rangkaian gen yang mendasari polifenisme sayap pada semut bertindak balas terhadap isyarat persekitaran sehingga rangkaian ini biasanya dinyatakan pada ratu bersayap dan lelaki, tetapi terganggu pada titik tertentu pada pekerja tanpa sayap [47]. Oleh itu, kami meramalkan bahawa perbezaan rangkaian ini antara ratu dan pekerja mungkin diatur oleh mekanisme epigenetik seperti yang telah ditunjukkan pada lebah madu [41]. Dalam A. mellifera, gen spesifik perkembangan dan kasta mempunyai tandatangan metilasi DNA yang berbeza (kandungan dinukleotida tinggi-CpG) berbanding dengan gen lain dalam genom [48]. Kerana A. cephalotes mempunyai lebih banyak kasta pekerja daripada spesies semut lain [23] (Gambar 1C), kami meramalkan bahawa tandatangan DNA metilasi gen yang mendasari polifenisme sayap juga akan berbeza berbanding dengan gen lain dalam genomnya. Untuk menguji ramalan ini, kami menganalisis komposisi urutan gen pengembangan sayap di A. cephalotes, dan mendapati bahawa mereka menunjukkan kandungan dinukleotida CpG yang lebih tinggi daripada gen lain dalam genom (Teks S10). Eksperimen sebelumnya menunjukkan bahawa gen dengan kandungan dinukleotida CpG tinggi dapat dimetilasi secara berbeza dalam tisu tertentu atau tahap perkembangan yang berbeza [49]. Oleh itu, metilasi DNA dapat memudahkan ekspresi gen khusus kasta yang mendasari polifenisme sayap A. cephalotes. Ini mungkin merupakan ciri umum gen yang mendasari polifenisme.

Desaturase

Aspek penting dalam gaya hidup eusosial adalah komunikasi antara anggota koloni, khususnya dalam membezakan antara individu yang tergolong dalam koloni yang sama dan mereka yang tidak. Pengiktirafan nestmate di banyak semut dimediasi oleh hidrokarbon kutikular (CHCs) [50], dan hampir 1,000 sebatian ini telah dijelaskan. Dalam semut, biosintesis CHC melibatkan desaturase Δ9 / Δ11, yang diketahui menghasilkan komponen alkena profil CHC [51]. Kami menganalisis desaturase Δ9 dalam genom A. cephalotes dan mengesan sembilan gen yang dilokalisasikan pada regangan 200 kbp pada satu perancah di samping empat gen desaturase Δ9 yang lain pada perancah lain (Teks S11). Sebaliknya, tujuh gen yang terdapat di D. melanogaster lebih banyak diedarkan di sepanjang satu kromosom. Bilangan gen desaturase Δ9 di A. cephalotes serupa dengan angka 9 dan 16 yang terdapat di A. mellifera dan N. vitripennis, masing-masing. Analisis filogenetik gen ini menyokong pembahagiannya menjadi lima kluster, dengan lapan gen desaturase Δ9 jatuh dalam satu klade yang menunjukkan pengembangan gen ini yang mungkin berkaitan dengan peningkatan permintaan untuk kebolehubahan isyarat kimia semasa evolusi semut (Teks S11). Menariknya, filogeni juga menyokong pengembangan gen jenis desaturase Δ9 di dalamnya N. vitripennis tetapi tidak masuk A. mellifera.

Tindak Balas Kekebalan

Semua serangga mempunyai pertahanan imun semula jadi untuk menangani patogen yang berpotensi [52] dan A. cephalotes tidak terkecuali dengan sejumlah 84 gen yang dijelaskan didapati terlibat dalam tindak balas ini (Teks S12). Ini termasuk laluan isyarat imun yang utuh Toll, Imd, Jak / Stat, dan JNK. Jika dibandingkan dengan serangga bersendirian seperti D. melanogaster dan N. vitripennis, A. cephalotes mempunyai lebih sedikit gen tindak balas imun dan lebih menyerupai yang terkenal dengan eusosial A. mellifera [53]. Kehadiran pertahanan lain di A. cephalotes, seperti antibiotik yang dihasilkan oleh kelenjar metapleural [54] - [56], mungkin menyumbang kepada kekurangan gen imun. Selanjutnya, pertahanan tingkah laku sosial juga dapat mengambil bahagian dalam tindak balas imun, seperti yang telah disarankan A. mellifera [53].

Analisis Ortologi

Satu set ortologi bersama ditentukan di antara A. cephalotes, A. mellifera, N. vitripennis, dan D. melanogaster (Gambar 2). Sebanyak 5,577 ortologi didapati terpelihara di keempat-empat genom serangga, dengan tambahan 1,363 ortologi yang dipelihara di ketiga-tiga genom hymenopteran. Lebih jauh, 599 ortologi dipelihara antara A. cephalotes dan A. mellifera, mungkin menunjukkan gen yang khusus untuk gaya hidup eusosial. Kami juga menemui 9,361 protein yang unik A. cephalotes, mewakili lebih daripada separuh proteome yang diramalkan. Protein ini mungkin termasuk yang khusus untuk semut atau A. cephalotes.

Kami kemudian menganalisis protein yang didapati khusus untuk A. cephalotes dan menentukan istilah Gene Ontology (GO) [57] yang diperkaya dalam protein ini, berbanding dengan genom selebihnya (Jadual S3). Kami menemui banyak istilah GO yang mencerminkan biologi A. cephalotes dan semut secara amnya. Sebagai contoh, kita dapati protein dengan istilah GO yang menggambarkan kepentingan komunikasi. Ini termasuk protein yang berkaitan dengan aktiviti reseptor penciuman, fungsi pengikatan bau, persepsi deria, perkembangan neurologi, penyetempatan di sinaps, dan fungsi yang terlibat dalam saluran ligan dan saluran membran lain.

Perbandingan Gen dalam Genom Hymenopteran

Untuk memberi tumpuan kepada evolusi Hymenoptera, kami membandingkannya A. cephalotes genom kepada 4 hymenopteran lain termasuk semut C. floridanus dan H. saltator, lebah madu A. mellifera, dan tawon permata parasit N. vitripennis. Kami menggunakan kelompok ontologi kumpulan ortologi (KOG) eukariotik [58] untuk memberi penjelasan mengenai protein yang diramalkan dari semua genom ini dan melakukan analisis pengayaan dengan membandingkan KOGs serangga sosial A. cephalotes, C. floridanus, H. saltator, dan A. mellifera terhadap KOG yang bukan sosial N. vitripennis seperti yang ditunjukkan dalam Jadual S4.

Analisis terperinci mengenai KOG dalam setiap kategori yang dilambangkan lebih dan kurang disarankan A. cephalotes biologi (Jadual S5). Salah satu KOG yang paling banyak dilambangkan di A. cephalotes merangkumi 69 salinan efektor RhoA GTPase diafanus (KOG1924). Sebaliknya, semua genom hymenopteran lain mempunyai salinan gen ini lebih sedikit. RhoA GTPase diafanus diketahui terlibat dalam organisasi sitoskeleton aktin dan penting untuk semua peristiwa yang dimediasi oleh aktin [59]. Sebilangan besar gen ini di A. cephalotes mungkin berkaitan dengan perubahan sitoskeletal yang luas yang berlaku semasa pembezaan kasta. Salah satu daripada gen ini (ACEP_00016791) didapati menunjukkan polimorfisme nukleotida tunggal tinggi (SNP) (Teks S13). Memandangkan gen yang terlibat dalam pengembangan kasta pada serangga sosial lain seperti A. mellifera juga mempunyai SNP tinggi [60], [61], ini mungkin menunjukkan bahawa gen ini penting untuk penentuan kasta di A. cephalotes. A. cephalotes terlalu banyak ditunjukkan dalam subunit kompleks kompensasi dos (KOG0921), faktor transkripsi homeobox SIP1 (KOG3623), reseptor asetilkolin muscarine (KOG4220), reseptor jenis GTP tujuh lulus cadedrin EGF LAG (KOG4289), dan saluran kalium yang diaktifkan kalsium lambat (KOG1420), relatif terhadap N. vitripennis. Banyak gen ini telah terlibat dalam D. melanogaster perkembangan larva, khususnya semasa pembentukan sistem saraf [62], [63]. Akibatnya, terlalu banyak representasi gen ini di A. cephalotes relatif kepada N. vitripennis mungkin menunjukkan hubungan mereka dengan gaya hidup eusosial, dan khususnya, pembezaan kasta dan subkasta.

Gen yang didapati kurang diwakili di A. cephalotes relatif kepada N. vitripennis merangkumi gen histon teras, gen faktor pengikatan nukleosom, trypsins serin protease, dan sitokrom P450s (Jadual S5). Penemuan ini disahkan oleh perbandingan antara domain antara A. cephalotes dan semua serangga lain yang berurutan (Teks S14). Salah satu KOG yang paling kurang diwakili adalah trypsin, proteinase serin yang digunakan dalam degradasi protein ke dalam konstituen asid amino mereka. Trypsins di N. vitripennis diketahui merupakan sebahagian daripada koktel racun yang disuntikkan ke inangnya, yang membantu pengekstrakan dan memulakan proses pemerolehan asid amino untuk mengembangkan larva [35], [64]. Berbeza dengan diet kaya protein N. vitripennis, A. cephalotes memakan gongylidia yang dihasilkan oleh kulat mereka, yang merupakan peralihan kepada diet kaya karbohidrat (60% campuran) [65]. Perbezaan diet ini dapat menjelaskan perwakilan trypsin di bawah A. cephalotes, kerana trypsin kemungkinan bukan mekanisme utama yang digunakan untuk mencerna nutrien yang diperoleh dari kultivar jamur. Analisis kami juga menunjukkan pengurangan gen trypsin pada serangga sosial yang lain berbanding dengan N. vitripennis, dan ini juga dapat menggambarkan diet mereka. Sebagai contoh, embun madu adalah komponen utama dalam diet C. floridanus dan mengandungi terutamanya gula [1], sementara diet madu / debunga dari A. mellifera terutamanya terdiri daripada karbohidrat, lipid, karbohidrat, vitamin, dan beberapa protein [66]. Oleh kerana perwakilan trypsin ini tidak konsisten di seluruh serangga sosial jika dibandingkan dengan serangga lain yang berurutan (Jadual S5, Teks S14), pengurangan ini mungkin mencerminkan ciri diet spesifik serangga ini, atau dapat menunjukkan kehilangan gen ini di seluruh serangga eusosial.

Selain trypsin, sitokrom P450 juga didapati kurang terwakili di kedua-duanya A. cephalotes dan A. mellifera, relatif kepada N. vitripennis, dengan pengurangan kedua-dua P450 jenis CYP3 dan CYP4 (Jadual S5). P450 pada serangga adalah enzim penting yang diketahui terlibat dalam pelbagai aktiviti metabolik, termasuk degradasi xenobiotik, dan metabolisme feromon [67]. Kami mengenal pasti sejumlah 52 dan 62 P450 di A. cephalotes dan A. mellifera, masing-masing, yang serupa dengan bilangan rendah yang dilaporkan untuk serangga lain, kutu badan Pediculus humanus [29]. Nilai-nilai ini mewakili beberapa jumlah terkecil dari P450 yang dilaporkan untuk genom serangga, dan mungkin mewakili bilangan minimum P450 yang diperlukan oleh serangga untuk bertahan hidup. Perbandingan A. cephalotes P450s terhadap yang A. mellifera dan P. humanus reveals that while there are some shared P450s, many are specific to each insect (15).

In A. mellifera, the paucity of P450s is thought to be associated with the evolutionary underpinnings of its eusocial lifestyle [68], although an enrichment of P450s in the ants C. floridanus and H. saltator [27] would seem to contradict this prediction. It is therefore unclear why A. cephalotes has a small number of P450s relative to other ants, and future work will be necessary to provide insight into this apparent discrepancy. A SNP analysis of the P450 genes in A. cephalotes did reveal that one of these, ACEP_00016463, has 20 SNPs/kbp (Text S13). Since P450s are known to undergo accelerated duplication and divergence [67], the high number of SNPs in this particular P450 may reflect positive selection for new functions.

Comparative Metabolic Reconstruction Analysis

Given the tight obligate association that A. cephalotes has with its fungal mutualist, one might predict that it acquires amino acids from its fungus in a manner similar to that of the pea aphid Acyrthosiphon pisum, which obtains amino acids from its bacterial symbionts [28]. To test this, we performed a metabolic reconstruction analysis using the Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) [69]. A. cephalotes contains a nearly identical set of amino acid biosynthesis genes as A. mellifera, C. floridanus, H. saltator, dan N. vitripennis, all of which are incapable of synthesizing histidine, isoleucine, leucine, lysine, methionine, phenylalanine, threonine, tryptophan, and valine de novo. The only exception is arginine, and only A. cephalotes was found to lack the genes necessary for its biosynthesis (Figure 3). Arginine, which is produced through the conversion of citrulline and aspartate [70], [71], is predicted to be synthesized at levels too low to support growth in insects [72].


Tonton videonya: Mengenal Serangga Kumbang, Lebah, Nyamuk, Kupu Kupu Untuk Anak anak 바퀴벌레 파리 개미


Artikel Sebelumnya

Woolly Aphids: Petua Untuk Rawatan Aphid Woolly

Artikel Seterusnya

Kubis "gaya Brussels"