Published January 13, 2020
| Version v1
Publication
Open
The evolution of sexual signaling is linked to odorant receptor tuning in perfume-collecting orchid bees
Creators
- 1. University of California, Davis
- 2. Universidad Nacional Autónoma de México
- 3. University of San Carlos of Guatemala
- 4. Ruhr University Bochum
Description
Abstract Sexual signaling is an important reproductive barrier known to evolve early during the formation of new species, but the genetic mechanisms that facilitate the divergence of sexual signals remain elusive. Here we isolate a gene linked to the rapid evolution of a signaling trait in a pair of nascent neotropical orchid bee lineages, Euglossa dilemma and E. viridissima . Male orchid bees acquire chemical compounds from their environment to concoct species-specific perfumes to later expose during courtship. We find that the two lineages acquire chemically distinct perfumes and are reproductively isolated despite low levels of genome-wide differentiation. Remarkably, variation in perfume chemistry coincides with rapid divergence in few odorant receptor (OR) genes. Using functional assays, we demonstrate that the derived variant of Or41 in E. dilemma is specific towards its species-specific major perfume compound, whereas the ancestral variant in E. viridissima is broadly tuned to multiple odorants. Our results show that OR evolution likely played a role in the divergence of sexual communication in natural populations.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
مجردة الإشارات الجنسية هي حاجز تكاثري مهم معروف أنه يتطور مبكرًا أثناء تكوين أنواع جديدة، لكن الآليات الوراثية التي تسهل تباعد الإشارات الجنسية لا تزال بعيدة المنال. هنا نعزل جينًا مرتبطًا بالتطور السريع لسمة الإشارة في زوج من سلالات نحل الأوركيد الاستوائية الجديدة الوليدة، معضلة أوغلوسا و E. viridissima . يكتسب نحل الأوركيد الذكور مركبات كيميائية من بيئته لصنع عطور خاصة بالأنواع ليعرضها لاحقًا أثناء المغازلة. نجد أن السلالتين تكتسبان عطورًا متميزة كيميائيًا ويتم عزلهما بشكل تكاثري على الرغم من انخفاض مستويات التمايز على مستوى الجينوم. ومن اللافت للنظر أن التباين في كيمياء العطور يتزامن مع التباعد السريع في عدد قليل من جينات مستقبلات الرائحة (OR). باستخدام المقايسات الوظيفية، نثبت أن المتغير المشتق من Or41 في معضلة E. dilemma محدد تجاه مركب العطور الرئيسي الخاص بالأنواع، في حين أن متغير الأجداد في E. viridissima يتم ضبطه على نطاق واسع على الروائح المتعددة. تظهر نتائجنا أنه من المحتمل أن يكون OR Evolution قد لعب دورًا في تباعد التواصل الجنسي بين السكان الطبيعيين.Translated Description (French)
Résumé La signalisation sexuelle est une barrière reproductive importante connue pour évoluer tôt lors de la formation de nouvelles espèces, mais les mécanismes génétiques qui facilitent la divergence des signaux sexuels restent insaisissables. Nous isolons ici un gène lié à l'évolution rapide d'un trait de signalisation dans une paire de lignées d'abeilles orchidées néotropicales naissantes, Euglossa dilemma et E. viridissima . Les abeilles orchidées mâles acquièrent des composés chimiques de leur environnement pour concocter des parfums spécifiques à l'espèce à exposer plus tard pendant la parade nuptiale. Nous constatons que les deux lignées acquièrent des parfums chimiquement distincts et sont isolées par reproduction malgré de faibles niveaux de différenciation à l'échelle du génome. Remarquablement, la variation de la chimie des parfums coïncide avec une divergence rapide dans quelques gènes de récepteurs odorants (OR). À l'aide de tests fonctionnels, nous démontrons que la variante dérivée d'Or41 chez E. dilemma est spécifique de son principal composé de parfum spécifique à l'espèce, alors que la variante ancestrale chez E. viridissima est largement adaptée à de multiples odorants. Nos résultats montrent que l'évolution de la RO a probablement joué un rôle dans la divergence de la communication sexuelle dans les populations naturelles.Translated Description (Spanish)
Resumen La señalización sexual es una barrera reproductiva importante que se sabe que evoluciona temprano durante la formación de nuevas especies, pero los mecanismos genéticos que facilitan la divergencia de las señales sexuales siguen siendo esquivos. Aquí aislamos un gen vinculado a la rápida evolución de un rasgo de señalización en un par de linajes de abejas orquídeas neotropicales nacientes, Euglossa dilemma y E. viridissima . Las abejas orquídeas macho adquieren compuestos químicos de su entorno para elaborar perfumes específicos de la especie para luego exponerlos durante el cortejo. Encontramos que los dos linajes adquieren perfumes químicamente distintos y se aíslan reproductivamente a pesar de los bajos niveles de diferenciación en todo el genoma. Sorprendentemente, la variación en la química del perfume coincide con una rápida divergencia en pocos genes de receptores odorantes (OR). Usando ensayos funcionales, demostramos que la variante derivada de Or41 en E. dilemma es específica hacia su compuesto de perfume principal específico de la especie, mientras que la variante ancestral en E. viridissima está ampliamente ajustada a múltiples odorantes. Nuestros resultados muestran que la evolución de la OR probablemente jugó un papel en la divergencia de la comunicación sexual en las poblaciones naturales.Files
s41467-019-14162-6.pdf.pdf
Files
(1.6 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:8df2696cad2df3e28d17809781c636e0
|
1.6 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- يرتبط تطور الإشارات الجنسية بضبط مستقبلات الرائحة في نحل الأوركيد الذي يجمع العطور
- Translated title (French)
- L'évolution de la signalisation sexuelle est liée à l'accord des récepteurs odorants chez les abeilles orchidées collectionneuses de parfums
- Translated title (Spanish)
- La evolución de la señalización sexual está vinculada al ajuste del receptor de olor en las abejas orquídeas recolectoras de perfume
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2999419956
- DOI
- 10.1038/s41467-019-14162-6
References
- https://openalex.org/W1518754142
- https://openalex.org/W1539118047
- https://openalex.org/W1840359266
- https://openalex.org/W1899697107
- https://openalex.org/W1964587468
- https://openalex.org/W1967224084
- https://openalex.org/W1975533499
- https://openalex.org/W1982603712
- https://openalex.org/W1998994192
- https://openalex.org/W2002141216
- https://openalex.org/W2002652493
- https://openalex.org/W2006038290
- https://openalex.org/W2020095305
- https://openalex.org/W2022190273
- https://openalex.org/W2063512918
- https://openalex.org/W2064836257
- https://openalex.org/W2088213115
- https://openalex.org/W2090044071
- https://openalex.org/W2093044565
- https://openalex.org/W2102544553
- https://openalex.org/W2102951980
- https://openalex.org/W2104582907
- https://openalex.org/W2110335151
- https://openalex.org/W2113251355
- https://openalex.org/W2115837368
- https://openalex.org/W2119180969
- https://openalex.org/W2119444539
- https://openalex.org/W2124165778
- https://openalex.org/W2126285319
- https://openalex.org/W2128971747
- https://openalex.org/W2137591910
- https://openalex.org/W2138111878
- https://openalex.org/W2138793612
- https://openalex.org/W2144504271
- https://openalex.org/W2152207030
- https://openalex.org/W2159474015
- https://openalex.org/W2160378127
- https://openalex.org/W2161633633
- https://openalex.org/W2163141403
- https://openalex.org/W2168129076
- https://openalex.org/W2168696662
- https://openalex.org/W2178343110
- https://openalex.org/W2408509986
- https://openalex.org/W2508971225
- https://openalex.org/W2529037022
- https://openalex.org/W2536163625
- https://openalex.org/W2536188482
- https://openalex.org/W2544157548
- https://openalex.org/W2551438282
- https://openalex.org/W2586205171
- https://openalex.org/W2742854000
- https://openalex.org/W2743705067
- https://openalex.org/W2770087696
- https://openalex.org/W2909694874
- https://openalex.org/W2947941158
- https://openalex.org/W2949636722
- https://openalex.org/W2950285143
- https://openalex.org/W2951621382
- https://openalex.org/W2952264396
- https://openalex.org/W2953133952
- https://openalex.org/W2963913467
- https://openalex.org/W2975193621
- https://openalex.org/W2999419956
- https://openalex.org/W4230053809
- https://openalex.org/W4241316979
- https://openalex.org/W4256133204