Thursday, September 29, 2022
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कवक का दोहरा जीवन: बीटल की रक्षा करता है, पौधे पर हमला करता है

क्रांतिकारी जीवविज्ञानी हसन सलेम तथा ऐलीन बेरासटेगुइ आश्चर्य है कि एक सफेद, मोमी सामग्री का क्या बनाना है जो किशोर कछुआ पत्ती भृंग पर बनता है (चेलीमोर्फा अल्टरनंस) जर्मनी में मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर बायोलॉजी टूबिंगन के सलेम कहते हैं, सबसे आम परिकल्पना ने कहा कि यह किसी प्रकार का स्राव था, जो कि किस पैमाने पर कीड़े पैदा करते हैं, लेकिन “यह दिखा रहा था कि यह वास्तव में कहां नहीं होना चाहिए।”

उत्सुक, उन्होंने और उनके सहयोगियों ने जांच करने का फैसला किया। यूनिवर्सिटी ऑफ टुबिंगन के बेरासटेगुई का कहना है, “जब हमने पेट्री डिश पर सफेद पदार्थ डाला, तो यह बहुत आश्चर्यजनक था, और फिर यह बढ़ गया।” उस परीक्षण, जो उन्होंने 2020 में किया था, से पता चला कि पदार्थ माइक्रोबियल था, लेकिन उन्हें अभी तक यह नहीं पता था कि यह किस प्रकार का सूक्ष्म जीव है, या यह भृंगों को प्रभावित करता है या नहीं।

चेलीमोर्फा अल्टरनंस प्यूपा सफेद में ढका हुआ फुसैरियम ऑक्सीस्पोरम

हसन सलेम और ऐलीन बेरासटेगुई

टीम द्वारा एक बाद का विश्लेषण, आज (19 अगस्त) में प्रकाशित हुआ वर्तमान जीवविज्ञानपदार्थ को कवक के रूप में प्रकट करता है फुसैरियम ऑक्सीस्पोरम और बीटल के साथ इसके जटिल सहजीवी संबंध का दस्तावेजीकरण करता है। भृंगों के कमजोर पुतली चरण के दौरान, कवक किसी तरह कीट शिकारियों को भगा देता है। फिर, जब वयस्क भृंग अपने पुतली के मामलों से वयस्कों के रूप में निकलते हैं, तो वे कवक को अपने पारस्परिक मेजबान पौधों की प्रजातियों में फैलाते हैं, जैसे कि शकरकंद के पौधे (इपोमिया बटाटा) इस बहु-प्रजाति गतिशील में एक अतिरिक्त जटिलता यह है कि कवक सहजीवन मेजबान पौधे में रोग का कारण बनता है।

“मुझे लगता है कि अध्ययन वास्तव में दिलचस्प है क्योंकि यह एक सहजीवन का वर्णन करता है जो एक मेजबान के लिए फायदेमंद है लेकिन दूसरे मेजबान के लिए रोगजनक है,” कहते हैं किम होआंगऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय में विकासवादी जीवविज्ञानी जो शोध में शामिल नहीं थे, लेकिन जिन्होंने पेपर पर कमेंट्री प्रदान करने में जर्नल के सहकर्मी-समीक्षकों में से एक की सहायता की।

स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी और आनुवंशिक अनुक्रमण का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने सबसे पहले अपराधी की पहचान की: फिलामेंटस कवक, एफ ऑक्सीस्पोरम, एक प्रसिद्ध संयंत्र रोगज़नक़। कवक अपने पूरे जीवन चक्र में बीटल पर पता लगाने योग्य है, एक आजीवन सहजीवी संबंध का सुझाव देता है, लेखक लिखते हैं। लेकिन शोधकर्ताओं ने अपने विश्लेषण को पुतली के चरण पर केंद्रित किया क्योंकि उन्होंने देखा कि प्यूपा शुरू होने के तुरंत बाद कवक के विकास में 1,000 गुना वृद्धि हुई है। टीम के सदस्यों ने अनुमान लगाया कि भृंगों की छः दिन की पुतली अवधि के दौरान चींटियों जैसे शिकारियों को रोकने के लिए कवक आवश्यक हो सकता है, क्योंकि वे कुछ अन्य कीड़ों की तरह सुरक्षात्मक कोकून को स्पिन नहीं करते हैं।

इसका परीक्षण करने के लिए, शोधकर्ताओं ने 98 बीटल प्यूपा की जीवित रहने की दर को उनके प्राकृतिक आवास में विभिन्न परिस्थितियों में मापा – पनामियन वर्षावन की समझ। आधे को कवक से साफ किया गया और या तो सीलबंद पिंजरों में रखा गया जो शिकारी कीड़ों को प्रवेश करने से रोकते थे या उजागर पिंजरों में। जिन भृंगों को कवक से साफ नहीं किया गया था, उन्हें भी दो प्रकार के पिंजरे में से एक में रखा गया था। सीलबंद पिंजरों में सभी भृंग बच गए, लेकिन उजागर पिंजरों में वे इतने भाग्यशाली नहीं थे। जिन लोगों के सुरक्षात्मक कवक बरकरार थे, उन्होंने ठीक किया, हालांकि, चार दिवसीय परीक्षण अवधि में 88 प्रतिशत जीवित रहे, जबकि कवक की कमी वाले 43 प्रतिशत लोगों की तुलना में।

“तो प्यूपा के लिए विरोधी भविष्यवाणी या रक्षात्मक कार्य स्पष्ट था,” सलेम कवक के बारे में कहते हैं। यह अभी तक समझ में नहीं आया है कि कवक विशेष रूप से बीटल शिकारियों को कैसे रोकता है, लेकिन कवक के जीनोम का सर्वेक्षण करते हुए, शोधकर्ताओं ने जीन समूहों को मेटाबोलाइट्स के उत्पादन के लिए जिम्मेदार पाया जो कि कीटनाशक गुणों के लिए जाना जाता है।

वजह से एफ ऑक्सीस्पोरमपौधों के खिलाफ ज्ञात रोगजनक गुण, शोधकर्ताओं ने तब पूछा कि क्या इस विशेष बीटल-प्रेमी तनाव ने उस विनाशकारी कार्य को बनाए रखा है, यहां तक ​​​​कि बीटल के साथ अपने सुरक्षात्मक सहजीवन की स्थापना करते हुए, बेरासेगुई कहते हैं। नतीजे बताते हैं कि कवक दोहरा जीवन जीता है, वह कहती है, एक बीटल के डिफेंडर के रूप में और दूसरा मेजबान पौधे के हमलावर के रूप में- लेकिन इसे सवारी करने के लिए बीटल की आवश्यकता होती है।

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कवक के तंतु को दर्शाने वाली सूक्ष्म छवि

फिलामेंटस दिखाते हुए इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी छवि को स्कैन करना फुसैरियम ऑक्सीस्पोरम ए की सतह पर चेलीमोर्फा अल्टरनंस कोषस्थ कीट

ब्रिगिट नाविक

बेरासटेगुई और उनके सहयोगियों ने पाया कि शकरकंद के पौधों, कछुआ बीटल के लिए देशी मेजबान, कवक को उजागर करने से तीन सप्ताह की अवधि में लगातार बीमारी को प्रेरित किया। इसके अलावा, जब उन्होंने 10 कवक-मुक्त पौधों को दो भृंगों के साथ सीमित कर दिया, जो अभी-अभी उनके पुतली के मामलों से निकले थे, तो भृंगों ने चार सप्ताह की अवधि में लगभग 80 प्रतिशत पौधों के पत्ते में रोगज़नक़ फैला दिया।

बीटल के लिए एक विष फैलाना उल्टा लग सकता है जो उस मेजबान पौधे को मार सकता है जिस पर कीट अपने पूरे जीवन चक्र में रहता है। लेकिन शोधकर्ताओं का कहना है कि कहानी अधिक जटिल हो सकती है। एक परिकल्पना यह है कि भृंग फंगस-प्रेरित विल्ट से कमजोर पौधों को पसंद कर सकते हैं क्योंकि यह रोग उनके शाकाहारी के खिलाफ पौधों की सुरक्षा को कम कर देता है। सलेम बताते हैं, “हां, यह पौधों पर अपना पूरा जीवनचक्र पूरा करता है, लेकिन इसके बाद आसानी से नए पौधों की ओर बढ़ सकता है।”

एक परिणाम जिसने शुरुआत में शोधकर्ताओं को आश्चर्यचकित किया कि इस तनाव के जीनोम कितने छोटे थे एफ ऑक्सीस्पोरम सलेम कहते हैं, इस प्रजाति समूह के अधिकांश अन्य लोगों की तुलना में। अन्य उपभेदों में बड़े पैमाने पर जीनोम होते हैं जो उन्हें विभिन्न मेजबान पौधों को उपनिवेश बनाने के लिए विभिन्न रणनीतियों को तैनात करने में मदद करते हैं, वे बताते हैं। “लेकिन फिर अगर आपके पास एक बीटल है जो वास्तव में आपको एक पौधे से दूसरे पौधे में ले जा रही है, तो शायद आपको इन सहायक जीन सेट की आवश्यकता नहीं है।”

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होआंग का कहना है कि अगले कदमों में से एक रक्षा तंत्र के पीछे की विशिष्ट कार्यप्रणाली का पता लगाना हो सकता है। वह जीनोमिक अध्ययन, बेंच वर्क और फील्ड प्रयोगों के संयोजन के अध्ययन लेखकों की कार्यप्रणाली की सराहना करती हैं। होआंग कहते हैं, “उन्होंने सहजीवन के बारे में अधिक पूरी कहानी बताने के लिए अलग-अलग तरीकों का इस्तेमाल किया।” “उन्होंने न केवल मेजबान और सहजीवन पर ध्यान केंद्रित किया, उन्होंने यह भी देखा कि उनकी बातचीत पारिस्थितिक समुदाय के अन्य सदस्यों को कैसे प्रभावित करती है,” वह कहती हैं। “मुझे लगता है कि निश्चित रूप से ऐसा कुछ है जो अधिक शोधकर्ताओं को करना चाहिए।”

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