研究跟蹤了增強鏢靶物種形成的基因組變化
當它們共享棲息地時,即使它們有著密切的親緣關系并會產(chǎn)生“雜交”后代,它們也會相互避開。雄性與自己物種的雄性競爭,幾乎總是會忽略其他物種的雌性。一項新研究對這些魚類雜交時發(fā)生的基因組變化進行了分析,從而洞悉了不相容性狀的逐漸積累,這可能促使它們分化。
研究人員在《分子生物學與進化》雜志上報告了他們的發(fā)現(xiàn)。
伊利諾伊大學的進化,生態(tài)學和行為學教授貝基·富勒(Becky Fuller)說,科學家們花了數(shù)十年的時間試圖弄清使緊密相關的生物體進化成獨立物種的因素。莫蘭現(xiàn)在是明尼蘇達大學的博士后研究員,以富勒實驗室的一名研究生進行了這項研究。
富勒說,最明顯的物種形成動因是地理隔離,但其他因素也有影響。
她說:“例如,兩個種群可能會隨機出現(xiàn)解剖或生理差異,從而阻止它們成功地交配。”
Moran說,其他導致物種差異的行為和基因組變化更加微妙,更難追蹤。
她說:“我們對比較橙喉飛鏢和彩虹飛鏢特別感興趣,因為這兩種物種同時出現(xiàn)并可以形成雜種。” “這些魚的種間交配成本很高,因為它不能產(chǎn)生健康的后代。”
如果后代死亡,他們將無法將其遺傳遺產(chǎn)傳給下一代。那些傾向于種間交配的血統(tǒng)逐漸消失。
莫蘭說:“因此,當兩種物種同時出現(xiàn)在同一棲息地時,它們會進化出強烈的偏好來與自己的物種交配而忽略其他物種。”
為了了解基因組因素如何影響這一過程,研究人員在實驗室中將橙喉和彩虹飛鏢交配,并分析了在孵化后幸存的少數(shù)雜交后代的基因組。他們對橙喉鏢的基因組進行了測序,并進行了一系列分析,以確定這兩個物種的哪些區(qū)域未對齊。
莫蘭說:“我們發(fā)現(xiàn),兩個物種之間存在大量遺傳差異的基因組區(qū)域可能導致了它們的繁殖不相容。” 這些差異是普遍存在的,并且包括染色體上基因的序列和順序中的問題性變異。
富勒說,這種差異可能會破壞細胞分裂,并可能改變雜交后代的基因表達。
富勒說:“這項研究為生殖機制的發(fā)展打開了一個窗口,這些機制有助于密切相關物種的不同性狀的進化。”
莫蘭說:“通過雜交交換遺傳物質(zhì)的物種如何能夠共存并彼此不同,這困擾著進化生物學家數(shù)十年。” “我們從這項研究中獲得的見識有望使我們更接近回答這個大問題。”
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