沃尔巴克氏体属(学名:Wolbachia)为立克次体目无形体科的一属,是一类感染节肢动物、包括很大部分昆虫以及一些线虫的细菌。它是世界上最常见的寄生微生物,可能是生物圈最常见的寄生生物。沃尔巴克氏体感染能缩短果蝇寿命。它与其宿主的交互过程很复杂,参与多种调控其寄主生殖活动的机制,有的涉及到互利共生而非寄生。有的物种如果没有沃尔巴克氏体的寄生将不能生殖甚至不能生存。研究估计在新热带界超过16%的昆虫感染了沃尔巴克氏体。全部昆虫物种的25-70%被估计是沃尔巴克氏体的潜在宿主。沃尔巴克氏菌是自然界分布最为广泛的一种共生菌,在鞘翅目、双翅目、半翅目、同翅目、膜翅目、鳞翅目、直翅目和啮虫目等10多个目的万一万种昆虫中都有共生。
沃尔巴克氏体通过宿主的卵来垂直传播。沃尔巴克氏体演化出多种方式能最大限度地感染宿主所产的卵。
(1)历史年马歇尔·赫尔廷(MarshallHertig)与西梅恩·伯特·沃尔巴克(英语:SimeonBurtWolbach)在室内常见的尖音库蚊体内发现沃尔巴克氏体。年赫尔廷正式命名该物种为Wolbachiapipientis。年加州大学洛杉矶分校的JaniceYen与A.RalphBarr发现被沃尔巴克氏体感染的雄性尖音库蚊的精子与未被沃尔巴克氏体感染的雌性尖音库蚊的卵子结合的受精卵由于细胞质不兼容而死亡,科学界所后加强了对沃尔巴克氏体的研究。沃尔巴克氏体由于广泛分布、众多不同的演化交互、潜在地生物防控,具有巨大的研究价值。
(2)在宿主性别分化中的作用沃尔巴克氏体能够感染宿主的很多器官,但最重要的是感染精巢与卵巢。成熟的卵中有很多沃尔巴克氏体,但成熟的精子中没有沃尔巴克氏体。仅由被感染的雌性宿主把沃尔巴克氏体传播给后代。沃尔巴克氏体通过改变宿主的生殖能力极大化了其传播,有四种表型:
雄性死亡:被感染的雄性在幼虫发育时死亡,这增加了被感染的雌性的出生率。
雌性化:被感染的雄性发育为雌性或者不能生育的伪雌性。
孤雌生殖:被感染的雌性的单性生殖。一个孤雌生殖的例子是赤眼蜂,在感染沃尔巴克氏体情形下无需雄性也能生殖后代。在这个物种中,雄性非常罕见,可能已经被同一菌株的沃尔巴克氏体杀死。
细胞质不兼容:被感染的雄性不能与未被感染的雌性繁殖,也不能与感染了其他基因型的雌性繁殖。
一些物种如果没有沃尔巴克氏体的寄生将不能生殖后代,有的甚至不能生存。
研究表明被感染的潮虫具有极高比例的雌性比例。
沃尔巴克氏体在促进物种形成有重要作用。沃尔巴克氏体菌株打乱了宿主的性别比这改变了自然宿主的性选择模式。并且产生了非常强的选择压力,导致一些极快的在自然群体中自然选择的例子。
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