鳴鳥的史詩遷徙與一小群基因有關(guān)
來自不列顛哥倫比亞大學的科學家已經(jīng)證明,鳴禽飛行的遷徙路線具有遺傳基礎,并且已經(jīng)縮小了可能控制行為的相對較小的基因簇。“令人驚訝的是,這種復雜行為的路徑和時間可以通過遺傳決定并與基因組的很小一部分相關(guān)聯(lián),”研究員Kira Delmore說,他是今天發(fā)表在“ 當代生物學”雜志上的論文的第一作者。“更令人驚奇的是,這種行為的差異可能有助于維持我們在自然界看到的各種鳴禽。”
季節(jié)性遷徙是世界上最顯著的生物現(xiàn)象之一,其路線長達數(shù)千公里,涉及數(shù)十億只動物。鳴禽行進長達15,000公里,盡管通常重量不到10克。他們在晚上獨自進行這些旅程,年復一年地返回同一地點。
Delmore和她的同事使用硬幣大小的光級地理定位器來跟蹤鳴禽的遷移,以及下一代測序技術(shù),以深入了解他們的基因組。他們將這兩種最近開發(fā)的技術(shù)應用于兩個密切相關(guān)的Swainson在BC省的群體和他們的雜種。
雖然這些群體在進化和遺傳上相關(guān),但他們每年在遷移方面采取不同的路徑。沿海集團沿西海岸向南遷移,向南遷移至墨西哥和中美洲,而坎盧普斯附近的內(nèi)陸群則向東南遷移至美國東南部和南美洲。這些團體在溫哥華東北部的沿海山區(qū)進行雜交。
該團隊以前的工作表明,來自雜交種群的鳥類采取中間遷徙路線,穿越沙漠和山區(qū)。這些較差的途徑可能導致雜種繁殖成功率降低,導致兩組之間的基因流動減少,并且它們之間的分化更多。
通過將雜種的遷移行為與其基因組成聯(lián)系起來,這些研究人員在一條染色體上確定了大約60個基因的單一簇,這在很大程度上解釋了遷移模式的差異。
這些基因在鳥類的晝夜節(jié)律,神經(jīng)和細胞信號系統(tǒng)中起著重要作用。它們也位于基因組的區(qū)域中,這些區(qū)域已經(jīng)減少了基因從一群群體到另一群的運動。
“較小規(guī)模的研究已經(jīng)將該地區(qū)的一些基因與蝴蝶,魚類和其他鳥類等生物體的遷移行為聯(lián)系起來,”該研究的資深作者UBC動物學家Darren Irwin說。“這些結(jié)果提供了更強有力的證據(jù),表明這種遺傳群的進化可以引起不同的遷徙路徑,促進兩個物種從一個物種的進化。”
Delmore在UBC進行了這項研究,目前正在與馬克斯普朗克進化生物學研究所合作,在那里她將繼續(xù)研究負責遷移的基因組,并使用相同的尖端技術(shù)來研究其他種群的鳥類。
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