本——本周还有一条新闻，美国的研究人员发现了一种新的进化机制。在野外，一种能提高生物体生存几率的基因增加了它们繁殖的几率。它通常会遗传给下一代，所以这种基因在人群中会变得更常见。但是，如果它实际上是一种共生细菌的感染，而不是一种基因带来的优势呢?John Jaenike教授是纽约罗切斯特大学的生物学家，他现在加入我们。约翰，谢谢你参加我们的节目，是什么让你开始调查这件事的?
约翰-事实上，我一直在学习果蝇以及它们在20世纪80年代和90年代与线虫寄生虫的相互作用，当时有一种特殊的物种，果蝇neotestacea我当时对线虫做了很多研究。在过去的10年左右，我一直在研究一种不同的感染是一种内共生细菌，可以从母体传给后代。
我们最近发现了一个螺原体细菌果蝇neotestacea它似乎没有做任何事情来增强自己的传播能力。所以，我想看看它们是否能为被线虫寄生的苍蝇提供某种好处，你瞧，我们在实验室里发现它们有巨大的作用。当我们在野外观察时，它同样强大，甚至更强大。所以雌性苍蝇的生育能力会增加十倍以上如果它们携带螺原体。
很明显，他们在生育方面有很大的优势，但是有什么权衡吗?细菌会影响苍蝇吗?他们需要吃更多吗?飞起来更难吗?肯定有什么——他们一定为这种优势付出了代价。
约翰:可能要付出一些代价。但我们什么也没看到。我们刚刚结束了一个人口案例实验来看看螺原体没有线虫寄生虫的感染。我们没有看到任何明显的健康成本。繁殖能力不受影响，感染的动态，在没有线虫的情况下，它似乎只是一个中性的特征。所以这可能是有代价的，但它还不足以让我们察觉到。主要的问题是传输速率不够完美。一只受感染的雌性通过螺原体传染给了她97%的后代。因此，在没有任何选择性利益的情况下，它实际上会很快从种群中消失。
本:我们是如何看到人口中发病率的实际变化的?为了回顾历史，了解它们之间的关系，你从哪里得到的苍蝇?
约翰:嗯，在20世纪80年代，我收集到的每一种寄生在苍蝇上的线虫都是完全不育的。最近，情况发生了巨大变化。现在，绝大多数被寄生的苍蝇都有一定程度的生育能力——这实际上是令人震惊的。基于这些证据，我可以推断出感染率螺原体从20世纪80年代的10%增长到今天的70%或80%这是在罗切斯特附近同时，我也得到了一些博物馆标本，我以前的一个学生，Dave Grimaldi和我在20世纪80年代收集的，我们开发了PCR引物来寻找螺原体在这些博物馆标本中结果是没有一只苍蝇，20只苍蝇中没有一只，被感染螺原体从20世纪80年代开始。所以，我们的置信限在0到15%左右，所以我们最好的猜测是，在20世纪80年代，感染频率在10到15%左右，在过去的20年里，感染率急剧上升。
Ben:这绝对是一个重大的变化。这是我们所知道的唯一的例子吗，这种感染提供了选择性优势?
约翰:实际上现在已经发表了一些案例。这是一个很好的细菌的例子Hamiltonella使蚜虫能够抵抗寄生蜂。最近有更多的研究沃尔巴克氏体属这是另一种内共生细菌，赋予对RNA病毒的抵抗力果蝇蚊子也是如此。所以例子很少。之前的研究都是在实验室里完成的，所以我们实际上已经能够证明这在野外是可行的，而且，我们已经能够估计控制动态的相关参数，这些参数与过去20年感染的快速增长是一致的。
本:那么，这能告诉我们一些关于进化的知识吗?正如我在介绍中所说，机制非常相似，但不是基因，而是这种共生感染。我们能从这种机制中了解到苍蝇进化的方式吗?
约翰:嗯，我认为这可能是冰山一角，到目前为止发现的少数病例。在过去的10年里，人们一直在研究昆虫受内共生菌感染的情况。有许多种类的内共生体会感染昆虫，事实证明，大多数昆虫物种都被一种或多种内共生体感染。在绝大多数情况下，我们不知道它们在做什么，如果在很多情况下，内共生体实际上提供了某种保护，抵御它们在野外遇到的某种天敌，我也不会感到惊讶。这与通过有益突变的传播来适应完全相似。因此，在这种情况下，自然选择进化的所有标准标准都得到满足，但它只是不涉及基因。
这让我想到了我的最后一个问题，你说我们想到的大多数昆虫可能都有这样的关系。这能告诉我们如何处理那些携带疾病的细菌吗?
有两种人类疾病——河盲症和淋巴丝虫病，也被称为象皮病。这些疾病是由线虫引起的，线虫通过昆虫媒介，黑蝇和蚊子从一个人传播到另一个人。所以我们想到螺原体对这些昆虫媒介中的线虫产生不利影响，就像在果蝇，一个人可能会使用螺原体作为一种实际控制这些特殊疾病传播的手段，这些疾病感染了热带地区，特别是非洲数千万人。所以这是一种潜在的控制这些特殊疾病的新方法。
本:这是一个很棒的发现。这是一篇非常优雅的论文，从很多不同的角度来看它很好，但是非常感谢你参加我们的节目。刚才是罗切斯特大学的约翰·杰尼克教授。
评论
添加注释