发现具有根本变态的昆虫有两个胚胎样阶段

Skoltech的研究人员已经证明，参与胚胎发育的基因在化蛹过程中起作用——蝴蝶和其他一些昆虫在幼虫成熟时经历的剧烈转变。这一发现加深了我们对蛹阶段的理解，其进化起源和遗传机制至今仍不完全清楚。该研究发表在《科学报告》上。

“某些昆虫，包括甲虫、苍蝇、蜜蜂和飞蛾，在它们发育的所谓蛹阶段经历了彻底的变态，失去了所有幼虫器官并获得了成年昆虫的新器官，”该研究的主要作者，斯科尔泰克博士学生亚历山德拉·奥泽罗娃说。“我们调查了九种昆虫的蛹中哪些基因是活跃的，哪些是不活跃的，结果表明它们的模式与胚胎中发生的情况非常相似。”

胚胎发生涉及从头开始构建新器官。在所研究的昆虫中，胚胎基因程序最初在卵期启动，然后在幼虫中被抑制。显然，研究人员表示，该程序随后会在蛹期重新启动，或多或少会激活和抑制相同的基因模式。

“有两个主要假设可以解释这一点，”首席研究员兼SkoltechBio负责人MikhailGelfand教授说。“一种可能性是，这些昆虫的胚胎发生只在蛹期结束时才真正结束，这将使幼虫处于某种中间的‘爬行胚胎’阶段。或者，化蛹可能构成一个非常复杂的蜕皮实例。到目前为止没有确定的答案，但我们将继续研究以找出答案。”

在其工作中，该团队通过对先前发布的转录组数据进行生物信息学分析来继续进行。这些是基因测序的报告，其目标不是DNA中的基因，而是用于实际执行这些基因中编码的生物指令的RNA拷贝。这使科学家能够解释基因表达：正在产生多少个基因的RNA拷贝，让您了解该特定基因在昆虫生命周期的给定阶段是活跃的还是被抑制的。

据研究人员称，他们现在将通过比较不同物种之间的数据来寻找新的、更具体的蛹基因表达模式，以更多地了解昆虫发育的这一奇异阶段在进化过程中是如何发生的，它有什么作用，以及这个怎么运作。