基因“畫筆”繪出絢爛花紋
- 發佈時間：2016-02-01 01:30:33 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京1月31日電 （記者常麗君）研究進化的一個重要目標是，當生物中出現一種新的形態結構，找到其背後的基因變化。據英國康橋大學官網近日消息，該校科學家通過對多種亞馬孫袖蝶做基因測序分析發現，控制它們翅膀上不同條紋和斑點的基因開關各自獨立，而且不同袖蝶都有這些基因開關，就像一種基因“畫筆盒”，能通過異種交配來産生新花紋。
對於進化而言，種間基因交換非常重要，人類也曾發生過這類交換，可能正是這些交換幫我們在高緯度地區生存下來。在蝴蝶中，交換翅膀花紋模式能讓不同蝴蝶擁有相同的示警信號，抵禦它們的天敵，這種現象也叫擬態。袖蝶翅膀的花紋常見為兩種模式結合，前翅為一對丹尼斯紅斑，後翅為像扇子似的放射形紅紋。
研究人員對17種142隻袖蝶做了測序，對比了它們的DNA數據，一直追溯到近200萬年前，研究它們前後翅的兩個花紋區域是怎樣結合的。他們發現，雖然這些花紋的基因開關彼此相鄰，卻可以獨立操作。從近200萬年前那次偶然雜交的位點開始，每種花紋開關只進化過一次，且所有袖蝶都有這些開關。
參與該研究的康橋大學動物學系教授克裏斯·吉金斯説，蝶翅上不同的色塊由不同的基因開關控制，可以獨立打開或關閉。而這些開關在各種袖蝶中都有，通過不同組合就能産生新的花紋。通過鑒別各基因開關與花紋多少、何時進化、如何分化之間的關係，能繪出袖蝶物種進化樹，顯示它們的種間色彩跨越。
另一位研究人員、康橋大學動物學系的理查德·沃班克説，這種進化“畫筆”的關鍵是每個基因開關都是獨立的，而開關控制的基因相同，每次編碼同一種蛋白質。由於開關獨立，它們更細微也更強大，允許進化上的修修補補而不影響控制腦和眼睛的基因部分。這種模組化意味著開關很小一片基因就能在蝴蝶翅膀上産生某種花紋，就像一種基因畫筆盒。
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