基因在發(fā)育期間誘導(dǎo)程序性細(xì)胞死亡
實(shí)施內(nèi)部受精的物種的雄性通常使用陰莖將配子插入雌性的生殖道。但97%的鳥類已失去了在進(jìn)化過程中能夠滲透的陰莖結(jié)構(gòu)的能力。他們通過將一個(gè)叫做陰溝的小開口揉在一起來進(jìn)行交配,這種操作被稱為泄殖腔吻。研究人員在昨天(6月6日)發(fā)表在“ 當(dāng)代生物學(xué)”雜志上的一項(xiàng)研究報(bào)告中發(fā)現(xiàn),該研究已經(jīng)確定了一種能夠抑制鳥類中陰莖發(fā)育的基因。
作者通過比較缺乏大量陰莖的雞和鵪鶉的發(fā)育,以及通過滲透配合的鴨和鵝的發(fā)育來開始他們的研究。他們發(fā)現(xiàn)雞和鵪鶉在發(fā)育過程中會(huì)長出一個(gè)叫做生殖器結(jié)節(jié)的小小的nubbin,就像帶有陰莖的鳥一樣。但是雞和鵪鶉結(jié)節(jié)逐漸消退,直到它們完全消失,而鵝和鴨長得很長,卷曲的陰莖。
佛羅里達(dá)大學(xué)的發(fā)育生物學(xué)家,該研究的作者馬丁科恩告訴大自然,他的團(tuán)隊(duì)希望發(fā)現(xiàn)缺乏陰莖的鳥類缺少刺激陰莖生長的重要基因。相反,在將無陰莖的鳥類與富有的物種進(jìn)行比較之后,他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)沒有陰莖的鳥類具有陰莖生長所需的所有基因,但是表達(dá)了一種基因調(diào)用Bmp4,其導(dǎo)致在發(fā)育過程中陰莖細(xì)胞的程序性細(xì)胞死亡。
當(dāng)研究人員阻止Bmp4在公雞的生殖器結(jié)節(jié)時(shí),結(jié)節(jié)沒有消退。并且植入將Bmp4釋放到鴨生殖器結(jié)節(jié)中的珠子導(dǎo)致陰莖生長受損。
這一發(fā)現(xiàn)可以幫助解釋為什么這么多種鳥類在進(jìn)化過程中失去了它們的陰莖。Bmp4在鳥類發(fā)育過程中的幾個(gè)重要性狀的演變中起著關(guān)鍵作用,包括喙,羽毛和無牙。鳥類可能失去了它們的陰莖,這是產(chǎn)生另一種特性的副作用。
另一種理論認(rèn)為,性選擇有助于推動(dòng)陰莖的流失。雌性鳥類可能更愿意與沒有陰莖的雄性交配,因?yàn)樗鼈儾惶軌蜻M(jìn)行不必要的進(jìn)展,從而為雌性鳥類提供了更多選擇,其中雄性為其幼崽生育。
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