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生物学家发现蝴蝶世界的颜色

开心的月饼 2023-08-11 08:56:49 健康养生

当蝴蝶在花间飞舞时,它们看待花朵的方式并不相同。在一种称为两性视觉的现象中,一些蝴蝶种类的雌性感知到紫外线的颜色,而雄性则看到光明和黑暗。加州大学欧文分校的生物学家发现,至少在一个物种中,这种变异是由视觉基因跳跃到性染色体上造成的。这是已知的第一个发现,这种基因变化会导致性别二态性视力。

生物学家发现蝴蝶世界的颜色

该研究发表在《美国国家科学院院刊》上。

UCI团队在调查Heliconius蝴蝶属时确定了这一点。其中一些物种可以看到紫外线,这种颜色比人类感知的可见光谱更宽。视蛋白基因产生的物质决定了这些蝴蝶的视觉能力。在具有两性视觉的Heliconius物种中,紫外线颜色感知仅存在于雌性中。

在寻找这种差异背后的遗传机制时,加州大学尔湾分校的生物学家选择了Heliconiuschaithonia作为他们的研究对象,其视觉能力具有性别二态性。当他们组装完该物种的第一个完整基因组时,他们得知其W(或雌性)染色体包含视蛋白基因。

第一作者、生态学和进化生物学助理项目科学家马胡尔·查克拉博蒂(MahulChakraborty)说:“这是第一个已知的例子,动物的二态色觉来自于移动到性染色体的单个基因。”“除了这一发现的科学意义外,它还强调了自动基因测序的复杂性和验证的关键作用。”

他在该项目上的大部分工作是在生态学和进化生物学系的共同通讯作者AdrianaBriscoe和JJEmerson的实验室担任博士后研究员时完成的。

之前组装的Heliconiuschaithonia基因组是碎片的。没有一个包含W染色体,其高度重复的代码可能成为自动测序的绊脚石。加州大学尔湾分校的研究人员通过自动测序物种基因组开始了他们的研究,但这未能揭示视蛋白基因的所有预期拷贝。他们并没有被吓倒,接下来手动检查了编码。

“我经历了测序的每一个细节,”当她开始与研究团队合作时,她是一名生态学和进化生物学本科生。获得学位后,劳拉继续以学士后研究员的身份参与该项目。“经过所有检查后,我仍然找不到视蛋白。然后我意识到W染色体的部分代码没有很好地格式化,我相信视蛋白必须位于那里,”她说。

劳拉的努力促使查克拉博蒂更仔细地研究该部分。事实证明,自动测序已经删除了染色体编码的那部分,可能是由于其重复性而受到阻碍。恢复它后发现了视蛋白基因,研究小组通过额外的测试证实了这一发现。

“如果没有这种手动注释和调查,我们就会做出不正确且具有误导性的假设,”生态学和进化生物学教授布里斯科说。“现在我们已经有了这个发现,我们可以更深入地挖掘二态性背后的机制并理解其目的。”

科学家认为,视力差异可能是某些蝴蝶物种中雌性和雄性以不同类型的花朵为食的原因。到目前为止,唯一已知具有两性异形视觉的其他生物是某些灵长类动物。


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