Jawing away Bahama pupfish研究確定了驅(qū)動(dòng)食物壁龕的候選基因

在巴哈馬圣薩爾瓦多島的咸湖中，有一種驚人的多樣性魚類可以與查爾斯達(dá)爾文在加拉帕戈斯群島的雀類相媲美。在那里，生活著一種不起眼的巴哈曼小魚，因其雄性的侵略性，小狗般的行為而得名，在交配季節(jié)，它們互相圍繞著在湖中的主張。進(jìn)化生物學(xué)家Joseph McGirr和Christopher Martin研究了三種密切相關(guān)的小魚種，它們?cè)跍嘏乃蛑泻推焦泊?，因?yàn)槊恳环N，通過微妙的下顎大小差異，都已經(jīng)形成了自己的食物生態(tài)位 - 所有這些都在過去的一萬年內(nèi)完成。他們專注于他們的下顎大小和食物 - 藻類，蝸?；蚩焖倭T工的食草動(dòng)物 - 像達(dá)爾文的雀類一樣，通過喙的大小和形狀反映種子選擇的差異。

為了揭示這種多樣性，他們從37個(gè)基因組中鑒定了1200萬個(gè)單DNA突變(稱為單核苷酸多態(tài)性或SNP)，并對(duì)在圣薩爾瓦多島和附近島嶼上捕獲的所有三個(gè)物種的9個(gè)群體進(jìn)行了測(cè)序。他們將DNA變化與頜骨大小的差異相匹配，以發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致大頜和小頜的候選基因。

他們發(fā)現(xiàn)了與頜骨大小密切相關(guān)的新型候選基因，以及支持大效等位基因穿越較大適應(yīng)谷的作用的證據(jù)。此外，需要更多的大效應(yīng)等位基因來進(jìn)化大頜而不是小頜。“總體而言，我們發(fā)現(xiàn)極少數(shù)區(qū)域的單個(gè)SNP固定在物種之間，這些區(qū)域也與發(fā)散的頜骨大小密切相關(guān)。這些區(qū)域中的許多區(qū)域僅包含一個(gè)對(duì)模型生物體中骨骼發(fā)育具有已知作用的基因。顯然，其中一些基因包含只有一個(gè)單一的SNP固定在上游調(diào)控區(qū)或內(nèi)含子的物種之間，為未來的功能研究提供了極好的候選變體。“相應(yīng)的作者Christopher Martin說。

然而，這些結(jié)果引發(fā)了一個(gè)有趣的問題，據(jù)馬丁說。

“如果規(guī)模的飲食特征是由祖先的加勒比人群中的遺傳變異的硬掃描形成的，為什么這個(gè)營(yíng)養(yǎng)專業(yè)化不存在于鄰近的島嶼?” 根據(jù)之前的生態(tài)和遺傳研究，他們無法發(fā)現(xiàn)圣薩爾瓦多島與鄰近的巴哈馬群島之間存在明顯的環(huán)境差異或遺傳多樣性差異。

“回答這個(gè)問題將需要繼續(xù)探索影響這種快速生態(tài)專業(yè)化的特殊情況的生態(tài)和遺傳因素。到目前為止，通常的嫌疑人(湖泊區(qū)域，生態(tài)和遺傳多樣性)似乎不能提供適應(yīng)性輻射的觸發(fā)因素。相反，答案似乎比我們想象的要復(fù)雜得多，也許有趣。也許咀嚼食物的嚴(yán)格表現(xiàn)需要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)稀疏的健身景觀，只能通過罕見的等位基因組合和環(huán)境穩(wěn)定性來實(shí)現(xiàn)?“

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