Arvsmassan till hjälp vid utforskandet av vridvingar, en märklig grupp insektsparasiter

Projektperiod: 2019-pågående
Medverkande enheter vid museet: Enheten för Zoologi, Enheten för Bioinformatik och genetik

I det här projektet utforskar vi artrikedomen av vridvingar i Norden och analyserar släktskap, artbildning och artgränser på norra halvklotet i släktet Stylops. Vi är också intresserade av vridvingars arvsmassa och har producerat ett referensgenom för arten Stylops ater som en forskningsresurs

Bakgrund och syfte

Vridvingar är en udda och dåligt känd parasitisk insektsgrupp. De lever största delen av sitt liv inne i kroppen på andra insekter. Honan lämnar aldrig värddjuret och ser ut som en larv medan hanen kan flyga men lever bara några få timmar. Eftersom hanar så sällan samlats in, och honor har väldigt reducerad anatomi, har artrikedomen varit svår att undersöka. Mest problem finns hos det största vridvingesläktet Stylops som parasiterar vilda sandbin. Här har antaganden vilat på värddjurens identitet och olika teorier om värdspecificitet. Hypoteserna har varierat från ”supergeneralist” till ”strikt värdspecificitet”, 1 eller över 50 olika arter i Europa? Med dagens teknik för att sekvensera DNA har vi fått ett nytt verktyg för att besvara frågan.

Museisamlingar kommer till användning

Till stor del har vi i projektet förlitat oss på befintliga museisamlingar i Norden av parasitens värdar, sandbin. I samlingarna hittar vi vridvingeparasiten sticka ut mellan segmenten i biets bakkropp. Vi dissekerar ut vridvingehonan ur bakkroppen på biet och tar sedan med provet till DNA labbet. Med dagens avancerade DNA sekvenseringsteknik går det ofta bra att använda museiföremål insamlade under hela 1900-talet eller ännu äldre. På så sätt har museisamlingar ett enormt värde som en resurs för forskning (#Museomics)!

Citizen Science – medborgarforskning

Vi har också anlitat oss av allmänheten, framför allt intresserade amatörentomologer genom sociala mediekanaler som har hjälpt oss att samla in färskt material av vridvingar.

Artrikedom & värdspecificitet

Med data över parasiternas arvsmassa från många olika värdarter har vi kunnat testa var artgränserna går och därmed svaret på frågan om hur artspecifika vridvingar är i sitt värdval. Det visar sig att de är varken supergeneralister eller strikt artspecifika i sitt värdval utan varje vridvingeart har ett litet antal nära besläktade sandbiarter som möjliga värdar. Det innebär att vi utökar den kända svenska och nordiska artlistan från 1 till ca 10 olika Stylops arter och i Europa finns minst ett trettiotal olika arter.

Evolution, biogeografi & artbildning

Vi studerar även släktskap och den evolutionära historien för Stylops över hela norra halvklotet samt hur artbildningen gått till. Det biogeografiska ursprunget är fortfarande osäkert, men vi kan se att det har skett ett begränsat antal spridningshändelser från den palearktiska till den nearktiska regionen under Stylops evolutionära historia. Det är också tydligt att artbildning i Stylops formats av både samevolution med värdsläktet och värdbyte. Vi använder populationsgenetiska metoder för att nå ytterligare insikter kring artbildningen.

Genomik

Vi samarbetar med ett stort europeiskt projekt som heter ERGA Länk till annan webbplats. och är en förkortning av European Reference Genome Atlas. Med stort stöd från både svenska SciLifeLab Länk till annan webbplats. och ERGA jobbar vi med att ta fram ett referensgenom för vridvingearten Stylops ater. Ett referensgenom är en viktig forskningsresurs och består av en representant av en arts hela arvsmassa sekvenserad och ihopsatt till mycket hög kvalitet och komplett nivå, uppdelad på kromosomer och med alla gener identifierade. Det visar sig att Stylops ater har ett mycket litet genom och det finns garanterat fascinerande genomiska upptäckter att göra relaterade till det parasitiska levnadssättet och de extrema könsskillnaderna.

Publikationer

Lähteenaro M, Benda D, Straka J, Nylander JAA, Bergsten J (2024) Phylogenomic analysis of Stylops reveals the evolutionary history of a Holarctic Strepsiptera radiation parasitizing wild bees. Molecular Phylogenetics and Evolution 195 https://doi.org/10.1016/j.ympev.2024.108068 Länk till annan webbplats.

Lähteenaro M, Straka J, Forshage M, Hovmöller R, Nakase Y, Nilsson AL, Smith JT, Nylander JAA, Bergsten J. (2024) Phylogenomic species delimitation of the twisted-winged parasite genus Stylops (Strepsiptera). Systematic Entomology 49: 294-313. https://doi.org/10.1111/syen.12618 Länk till annan webbplats.

Pressmeddelande: Zombiefierande parasiter mer specialiserade än man trott Länk till annan webbplats.

Mc Cartney AM, Formenti G, Mouton A, de Panis D, Marins LS, Leitão HG, Diedericks G, Kirangwa J, Morselli M, Salces-Ortiz J, Escudero N, Iannucci A, Natali C, Svardal H, Fernández R, De Pooter T, Joris G, Strazisar M, Wood J, Herron KE, Seehausen O, Watts PC, Shaw F, Davey RP, Minotto A, Fernández JM, Böhne A, Alegria C, Alioto T, Alves PC, Amorim IR, Aury J-M, Backstrom N, Baldrian P, Baltrunaite L, Barta E, Bed’Hom B, Belser C, Bergsten J ... Lähteenaro M... et al. (2024) The European Reference Genome Atlas: piloting a decentralised approach to equitable biodiversity genomics. Preprint bioRxiv https://doi.org/10.1101/2023.09.25.559365 Länk till annan webbplats.

Finansiärer

• Svenska Artprojektet Länk till annan webbplats.
• Kungliga vetenskapsakademien Länk till annan webbplats.