一個關于蝴蝶翅膀的顏色變化的基因
郵差蝴蝶種群的物種是一個豐富多彩的組織生活在中美洲和南美洲的熱帶地區(qū)。他們中的許多人有翅膀圖案和顏色,模仿其他物種保護自己免受掠食者,來自芝加哥大學的科學家的研究表明,在一個物種,郵差cydno,只是一個基因控制是否蝴蝶翅膀上有白色或黃色斑點。
進行這項研究,10月25日發(fā)表在《現代生物學》上,研究人員開發(fā)了一個使用白色和黃色h . cydno蝴蝶遺傳圖譜。然后他們研究基因組序列識別單個基因稱為aristaless1 (al1)為黃色和白色的顏色作為一個開關。
純蛺蝶大多數種類的h . cydno密切相關的翅膀上有黃色的斑點;h . cydno亞種,要么是黃色或白色。研究人員發(fā)現有白色斑點的蝴蝶al1表達升高(即切換“上”),這意味著它可能扮演一個角色在壓抑黃色色素的產生。使用CRISPR / Cas9基因編輯工具,科學家們證實到這個函數。當他們撞掉了(或關掉)在胚胎應該是白色的蝴蝶,那些蝴蝶發(fā)達黃色斑點。
“幾十年來人們一直雜交這些蝴蝶,他們知道這白色與黃色開關在基因組在一個地方。他們只是無法跟蹤單個基因的行為,”馬庫斯·吉爾福特博士說,生態(tài)和進化的副教授和該研究的資深作者。
“現在CRISPR我們可以把基因,看看會發(fā)生什么。原來不是一個物種的進化創(chuàng)新獲得了色素,而是打開基因抑制一個祖先地呈現色素,”他說。
吉爾福特和他的團隊還跟蹤進化歷史這個顏色模式通過比較遺傳差異的h . cydno版本以換取其他,純蛺蝶密切相關的物種。白色版本的基因似乎是一個相對較新的發(fā)展。而h . cydno是第一個物種發(fā)展白形式,有跡象表明,雜交,介紹了白色到其他物種在稍后的時間。
也有證據表明,相同的基因可能與擇偶偏好的顏色。白色h . cydno男性喜歡女性與白色斑點;黃色的男性同樣喜歡黃色的女性?？茖W家早已知道,基因的色彩圖案和擇偶偏好h . cydno位于同一地區(qū)的基因組。
“現在我們知道顏色的分子基礎,我們可以開始問偏好是如何聯(lián)系在一起,”福特說。“他們兩個基因附近或者是同樣的基因做兩個工作?”
雖然吉爾福特和他的團隊還不知道如果擇偶偏好由al1或控制另一個基因附近,附近可能占郵差物種的多樣性。
“自然選擇是否駕駛或者只是機會,這兩件事有聯(lián)系,這可能是部分原因為什么我們有如此懸殊的蝴蝶,”他說。“當顏色和偏愛的顏色聯(lián)系在一起,它會導致這些東西一起發(fā)展非常迅速。”
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