Un biólogo de la Universidad de Utah y un equipo internacional de investigadores descifró el mapa genético de los dos-araña roja, aumentando la esperanza de nuevas formas de atacar la plaga más importante, que se resiste a los pesticidas y destruye los cultivos y plantas ornamentales plantas en todo el mundo.
Los ácaros voraces, que técnicamente no son insectos, puede comer más de 1.100 especies de plantas - un rasgo raro. Genoma de los ácaros recién revelada y secuenciado contiene una variedad de genes capaces de desintoxicar los plaguicidas, así como plantas de toxinas para defenderse, los científicos informan en la edición 24 de noviembre de la revista Nature."Una cosa clave que hace que los ácaros único es que se puede comer de muchas especies, muchas plantas diferentes," dice Richard M. Clark, uno de los cinco autores principales del estudio y profesor asistente de biología en la Universidad de Utah. "Estos ácaros son a menudo las plagas de la casa central - una causa importante de plantas de la casa de las personas se tornan amarillas y se enfermen También son un problema importante para los viveros e invernaderos agrícolas y de cultivos de campo.."Los objetivos principales son los tomates, pimientos, pepinos, fresas, maíz, soya, manzanas uvas y cítricos.Clark dice que el nuevo estudio es "la importancia es en gran parte en la comprensión de cómo los animales se alimentan de plantas, con el objetivo a largo plazo de desarrollar formas efectivas de prevenir daños a los cultivos de ácaros e insectos. Si podemos identificar los ácaros vías biológicas utilizan para alimentarse de las plantas, potencialmente pueden identificar los métodos químicos y biológicos para interrumpir las vías y detener a los ácaros de la alimentación. "El ácaro de la araña de dos manchas, que no es más que un milímetro de largo, "es una plaga mundial importante, y se prevé que sea una preocupación creciente en el calentamiento global, ya que se multiplican muy rápido a altas temperaturas - 90 grados Fahrenheit o más ", añade. "Lo hacen muy bien en climas cálidos y secos, como Utah."Sin embargo, el ácaro araña de dos manchas "se ha encontrado para desarrollar rápidamente resistencia a múltiples tipos de pesticidas, a menudo dentro de un par de años después de un plaguicida se presentó", dice Clark. "Es resistente a muchos pesticidas comunes que se utilizan contra los insectos."El estudio publicado en Nature el desciframiento del genoma de T. urticae, los dos-araña roja (que tiene dos manchas rojas), se llevó a cabo por un equipo internacional de investigación de 55 científicos de América del Norte, Europa y América del Sur.Además de Clark, los autores primarios son biólogos Yves Van de compañeros de la Universidad de Gante y el Instituto de Biotecnología de Flandes en Bélgica, Grbic Miodrag de la Universidad de Western Ontario, Canadá, Thomas Van Leeuwen de la Universidad de Gante, y René Feyereisen de la Universidad de Nice Sophia Antipolis en Francia.Mapa genético del ácaro araña de dos manchasDecodificación del genoma de la araña roja se requiere decenas de científicos con experiencia en las familias de genes diferentes. Clark estudiado principalmente los genes que se "expresa" o activa, por lo que el ARN mensajero, o ARNm, que a su vez se utiliza para producir proteínas.El estudio encontró que el ácaro de la araña de dos manchas tiene 18.414 genes. Clark y la Universidad de Utah, el estudiante graduado Edward J. Osborne encontró que 15.397 genes se "expresan" o activados para hacer las proteínas.El genoma de la araña roja contiene alrededor de 90 megabases - que los 90 millones de "pares de bases" de letras de ADN (A, C, G y T) - que es el genoma más pequeño secuenciado pero de cualquier artrópodo, que son los animales invertebrados o sin espinas con externos esqueletos o exoesqueletos, cuerpo segmentado, apéndices con las articulaciones."Muchos de los otros genomas son enormes", algunos cerca de 3 mil millones de bases, o del tamaño del genoma humano, y algunos hasta 7,1 millones de bases, dice Clark.Los artrópodos son hexápodos (insectos y animales como insectos), crustáceos (langostas, cangrejos, camarones, percebes), miriápodos (ciempiés, ciempiés) y quelicerados (arañas, escorpiones, los ácaros y garrapatas). Quelicerados son el mayor grupo de animales, después de los insectos. El ácaro de la araña de dos manchas es la chelicerate primero en tener su genoma secuenciado en su totalidad.Mientras que hay otras especies de ácaros que se alimentan de las plantas, los investigadores optaron por la secuencia del genoma del ácaro araña de dos manchas ", porque de todos los ácaros, este es el más extendido, ya que se alimenta de especies de plantas para diversos" Clark , dice.Los resultados del estudio arrojan luz sobre cómo los ácaros evolucionado de manera diferente que otros artrópodos. En comparación con otros artrópodos, el ácaro araña de dos manchas:• Utiliza una hormona de la muda diferentes para despojarse de su exoesqueleto durante el crecimiento.• Tiene sólo ocho genes Hox para orquestar el cuerpo-el plan de desarrollo, en comparación con 10 en la mayoría de otros artrópodos, y por lo tanto sólo tiene dos segmentos del cuerpo principal en lugar de tres. Hay otros casos en que los genes Hox se activan de forma diferente en diferentes artrópodos, "pero este es un caso extremo," dice Clark. "Los genes son a la vez fue."• Hace que la seda es tan fuerte como la seda de araña, pero más delgado 185 a 435 veces. "Las arañas de seda giro de su abdomen, los ácaros de la región de la cabeza", dice Clark. Los ácaros usan la seda para esconderse de los depredadores, mantenerse calientes, y la suspensión de los huevos fuera del alcance de los depredadores. La seda de los ácaros puede resultar útil como biodegradable suturas quirúrgicas y vendajes. Que "es muy fina y muy fácil de conseguir, ya que puede crecer un montón de ácaros en las plantas", dice Clark.Un arsenal genético para atacar las toxinas vegetales y plaguicidasEl genoma de la araña roja también reveló la presencia de las "familias de genes implicados en la descomposición de compuestos tóxicos, ya sea en las plantas venenosas para los ácaros o los pesticidas", dice Clark. "Se podría imaginar que si estos ácaros se alimentan de un número tan amplio de plantas hospederas, habrían muchos genes conocidos por estar involucrados en la descomposición de compuestos tóxicos. Y nos dimos cuenta que lo hicieron."En algunas familias específicas de los genes de desintoxicación en los ácaros de la araña ", fue el número de genes alrededor de tres veces la observada en otros artrópodos", añade.Como parte del estudio, los científicos tomaron una cepa específica de los ácaros que normalmente comen frijoles y los transfirieron a plantas de tomate y berro (Arabidopsis). En estas nuevas plantas, los ácaros ", expresó" o se activan genes diferentes y por lo tanto hizo diferentes compuestos de desintoxicación para que pudieran comer las especies de plantas nuevas. Algunos de los genes de desintoxicación eran desconocidos y por lo tanto proporcionar nuevos conocimientos sobre cómo contrarrestar los ácaros defensas de las plantas.Por ejemplo, la mitad de la familia citocromo P450 de los genes de desintoxicación cambiado la expresión - que esté encendido o apagado - cuando los ácaros fueron transferidos a las nuevas plantas. Eso es un cambio más grande que visto antes en ningún grupo de animales, dice Clark."Esto sugiere que estos genes son fundamentales para la capacidad de los ácaros como plagas en muchas plantas diferentes."Clark dice que la araña tiene 39 genes de una familia de genes de resistencia a los medicamentos (y las proteínas que codifican), en comparación con sólo nueve de 14 en insectos y vertebrados. Que muestra cómo un ampliado conjunto de genes evolucionaron para ayudar a la alimentación de las plagas en numerosas especies de plantas.En un misterio aún sin explicación, el ácaro araña de dos manchas tiene algunos genes similares a los de bacterias y hongos. "De alguna manera ellos capturados de otros organismos en el medio ambiente y ahora los están utilizando para su propio crecimiento y persistencia", dice Clark. "En su mayoría son enzimas que participan en el cambio de otras moléculas pequeñas. La hipótesis es que estos genes pueden estar implicados en la modificación [de desintoxicación] compuestos tóxicos que se encuentran en las plantas."Parte de Clark del estudio fue financiado por la Universidad de Utah y la National Science Foundation. Las principales fuentes de financiamiento del estudio incluyen el Departamento de Energía de EE.UU., Canadá y Genoma del Fondo de Investigación Científica de Bélgica, Flandes investigación.
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