漂浮在美洲的森林和森林中的长翅蝴蝶蕴藏着许多秘密。 该组中的三十个物种包括许多模仿者。 一些远缘长翅物种的翅膀标记非常相似,以至于维多利亚时代的博物学家启发了他们的理论:无害的物种可以 致命的模仿以避免掠食者。
在基因测序时代,生物学家在长翅膀中发现了其他奇怪之处。 在 上周发表的论文 在《美国国家科学院院刊》上,研究人员报告称雌性斑马有长翅 由于性染色体上的基因,它们可以看到雄性看不到的颜色。 了解它们是如何发生的可能有助于揭示性别差异如何演变。
与灵长类动物一样,蝴蝶也有一些对特定波长的光敏感的蛋白质,这些蛋白质共同产生了辨别颜色的能力。 加州大学欧文分校教授、这篇新论文的作者阿德里安娜·布里斯科 (Adriana Briscoe) 对长毛斑马的视觉感到好奇,她要求一名学生扫描该物种的基因组,寻找一个众所周知的色觉基因。 该基因被称为 UVRh1,编码一种对紫外线敏感的蛋白质。 令她惊讶的是,她却无处可寻。
Briscoe 博士和她的同事们通过深入挖掘并利用斑马超长翼斑马的基因组数据发现 UVRh1 存在,但仅存在于雌性斑马中。 通过实验室实验,他们证实雌性可以看到雄性看不到的迹象。 最终他们将该基因定位在一个意想不到的地方:蝴蝶微小的性染色体。
布里斯科博士说,蝴蝶的性染色体不稳定,它们经常会摆脱其他染色体拾取的基因,或者完全丢失。 这使得它成为保存像色觉基因这样重要的东西的一个有点不寻常的地方。
还有其他已知雄性和雌性具有不同色觉的蝴蝶, 也许这与雌性发现雄性进行交配有关。 在这些物种中,看到某些颜色可能是对雄性资源的浪费。 但对于这些昆虫来说,视力的差异似乎与基因的组织方式有关,而不是它们在性染色体上的位置。 不知何故,在《斑马鸟》中,情况发生了不同的转变。
UVRh1 是如何走到今天这一步的? 你是从性染色体开始的吗? 或者它是从长腿斑马的共享染色体传递到那里,然后以某种方式从雄性斑马中解放出来,对于雄性斑马来说,维持更复杂的色觉可能比其价值更麻烦?
研究人员认为,斑马长翼中发生了什么以及何时发生的问题比简单地了解蝴蝶如何看东西具有更深层次的影响。 它触及了进化生物学中的一个难题:物种中最成功的雌性和物种中最成功的雄性可能具有非常不同,甚至矛盾的特征。 需要什么样的基因诡计来创造这种分裂?
研究人员写道,如果UVRh1起源于性染色体,它就能巧妙地避免理想女性特征阻碍异性的情况。
如果情况确实如此,“这表明紫外线色觉实际上仅限于女性,甚至忽略了它对男性造成负担的可能性,”加州大学欧文分校教授、同时也是一名研究人员的 JJ Emerson 说道。新论文的作者。 “如果 UVRh1 对男性有害,那么这种跳跃将是一个巧妙的技巧。”
布里斯科博士说,通过更多的研究应该可以推断出斑马长翼发生了什么。 有些长翅物种的基因组尚未得到充分研究。 尤其是生活在亚马逊盆地偏远森林中的奥德长翅鸟,有望成为一个可能的答案。
布里斯科博士说,如果他还让女性比男性看到更多的东西,那就表明 UVRh1 确实始于性染色体。
这将是越来越多研究蝴蝶性别差异的工作中的另一个数据点。
布里斯科博士说,“过去,没有人研究蝴蝶的性别差异”。 “没有尝试看看他们是否做了什么不同的事情。”
她怀疑进化可能在科学家刚刚开始发现的长翅膀上产生了其他有趣的变化。
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