
鐵線蟲生于水中,搭蜉蝣的“順風車”來到地面,等待被蚱蜢、蟋蟀、甲蟲或螳螂等獵物吞下。進入獵物體內后,鐵線蟲開始生長并控制獵物。一旦鐵線蟲完全成熟,它就誘導獵物體跳進水中,由此完成自己的生命周期。
鐵線蟲之所以能如此控制獵物,是因為它采用的蛋白質能模擬獵物中樞神經系統的蛋白質。但鐵線蟲怎樣制造這些蛋白質?這令科學家感到困惑。
為了尋找答案,科學家最近檢測了在鐵線蟲侵染螳螂的前后整個過程中鐵線蟲的全部基因表達,結果發現:在鐵線蟲控制螳螂的過程中,鐵線蟲有3000 個基因表達得更活躍,另外1500 個基因表達得不太活躍,而螳螂的基因表達保持原樣。
發現鐵線蟲在控制獵物的過程中一直自行制造蛋白質之后,科學家開始從數據庫中查找這些蛋白質的起源,結果發現:在鐵線蟲控制獵物過程中起重要作用的許多鐵線蟲基因與螳螂的基因非常相似。科學家判斷,鐵線蟲是通過水平基因轉移從螳螂那里獲得(或者說“偷來”)這些基因。
簡單地說,水平基因轉移是指在兩個基因組之間無性別地共享基因信息。例如,螳螂的基因組與鐵線蟲的基因組共享基因信息。科學家早就知道水平基因轉移,因為這是細菌對抗生素產生耐藥性的主要途徑。
科學家發現,需要依賴螳螂進行繁殖的鐵線蟲擁有大約1400 個與螳螂一樣的基因,而不依賴螳螂的鐵線蟲根本沒有這些基因??茖W家推測,鐵線蟲的這些“模擬基因”是通過多次轉移從螳螂那里獲得的。對于鐵線蟲控制獵物來說,能影響神經調節、趨光性和生物節律的那些基因尤其有用。
通過研究鐵線蟲和螳螂,科學家就可以更多地了解多重的細胞水平基因轉移、無性別演化的機制和細菌耐藥的機制。