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邮差蝴蝶种群的物种是一个丰富多彩的组织生活在中美洲和南美洲的热带地区。他们中的许多人有翅膀图案和颜色,模仿其他物种保护自己免受掠食者,来自芝加哥大学的科学家的研究表明,在一个物种,邮差cydno,只是一个基因控制是否蝴蝶翅膀上有白色或黄色斑点。
进行这项研究,10月25日发表在《现代生物学》上,研究人员开发了一个使用白色和黄色h . cydno蝴蝶遗传图谱。然后他们研究基因组序列识别单个基因称为aristaless1 (al1)为黄色和白色的颜色作为一个开关。
纯蛱蝶大多数种类的h . cydno密切相关的翅膀上有黄色的斑点;h . cydno亚种,要么是黄色或白色。研究人员发现有白色斑点的蝴蝶al1表达升高(即切换“上”),这意味着它可能扮演一个角色在压抑黄色色素的产生。使用CRISPR / Cas9基因编辑工具,科学家们证实到这个函数。当他们撞掉了(或关掉)在胚胎应该是白色的蝴蝶,那些蝴蝶发达黄色斑点。
“几十年来人们一直杂交这些蝴蝶,他们知道这白色与黄色开关在基因组在一个地方。他们只是无法跟踪单个基因的行为,”马库斯·吉尔福特博士说,生态和进化的副教授和该研究的资深作者。
“现在CRISPR我们可以把基因,看看会发生什么。原来不是一个物种的进化创新获得了色素,而是打开基因抑制一个祖先地呈现色素,”他说。
吉尔福特和他的团队还跟踪进化历史这个颜色模式通过比较遗传差异的h . cydno版本以换取其他,纯蛱蝶密切相关的物种。白色版本的基因似乎是一个相对较新的发展。而h . cydno是第一个物种发展白形式,有迹象表明,杂交,介绍了白色到其他物种在稍后的时间。
也有证据表明,相同的基因可能与择偶偏好的颜色。白色h . cydno男性喜欢女性与白色斑点;黄色的男性同样喜欢黄色的女性。科学家早已知道,基因的色彩图案和择偶偏好h . cydno位于同一地区的基因组。
“现在我们知道颜色的分子基础,我们可以开始问偏好是如何联系在一起,”福特说。“他们两个基因附近或者是同样的基因做两个工作?”
虽然吉尔福特和他的团队还不知道如果择偶偏好由al1或控制另一个基因附近,附近可能占邮差物种的多样性。
“自然选择是否驾驶或者只是机会,这两件事有联系,这可能是部分原因为什么我们有如此悬殊的蝴蝶,”他说。“当颜色和偏爱的颜色联系在一起,它会导致这些东西一起发展非常迅速。”
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