兩個基因解釋了墻壁蜥蜴的顏色和行為的變化
爬行動物如何能夠產(chǎn)生如此多樣的鮮艷色彩?如何在同一物種的單一種群中,不同的個體表現(xiàn)出截然不同的著色模式?在PNAS期刊上發(fā)表的一篇新論文中,由CIBIO / InBIO(波爾圖大學(xué))和烏普薩拉大學(xué)的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的國際科學(xué)家小組揭示了兩種與爬行動物中黃色至紅色色素沉著有關(guān)的基因,并證明這些色素沉著基因也是如此。影響行為和其他特征。
該研究的重點是歐洲壁蜥,這種蜥蜴在南歐大部分地區(qū)都很常見。
“雖然對于一個不經(jīng)意的觀察者來說,它可能看起來像一只普通的蜥蜴,其偽裝的背部與巖石環(huán)境完美融合,在這個物種的大多數(shù)人口中,腹部和喉部顯示出顯著的顏色多樣性,可以是白色,亮橙色/紅色或顯然,不同顏色的蜥蜴在其他特征上有所不同,例如體型,戰(zhàn)斗能力和繁殖策略。它們也優(yōu)先與自己顏色的個體交配,“Pedro Andrade博士說。波爾圖大學(xué)的學(xué)生和論文的主要作者。
研究人員發(fā)現(xiàn),不同顏色的蜥蜴的基因組實際上是相同的 - 除了DNA序列的非常特定的部分。“在自然界中,當(dāng)來自不同種群或物種的個體在多種特征上不同時,期望涉及許多基因。因此,對于我們來說,看到在這些蜥蜴中,顏色差異和相關(guān)特征在很大程度上被解釋是一個大驚喜?;蚪M的小區(qū)域只包含兩個基因,“波爾圖大學(xué)CIBIO的資深作者Miguel Carneiro說。
橙色/紅色色調(diào)由SPR基因解釋,SPR基因是蝶呤合成途徑中的重要基因,而黃色色調(diào)由BCO2基因解釋,其參與類胡蘿卜素的代謝。“顏色變異的分子基礎(chǔ)的表征是一個重要的步驟,因為它使我們能夠理解它是如何產(chǎn)生的以及確切涉及哪些代謝途徑,”波爾圖大學(xué)的研究員兼共同第一作者Catarina Pinho說。工作。“以前的研究表明BCO2與其他生物體中的黃色著色之間存在關(guān)聯(lián),即鳥類,有趣的是,同一基因被招募用于生命動物樹的不同分支中的相同作用。”
基因SPR特別令人感興趣。該基因活性的代謝副產(chǎn)物與血清素和多巴胺等神經(jīng)遞質(zhì)的產(chǎn)生密切相關(guān)。這些化學(xué)物質(zhì)也在人體中負責(zé)神經(jīng)元之間的信息傳遞。
“我們的結(jié)果暗示這些色素沉著基因會導(dǎo)致其他副作用,例如大腦功能的潛在差異,可以解釋為什么不同顏色的蜥蜴行為不同或棲息地選擇略有不同,”烏普薩拉大學(xué)的Leif Andersson教授說。 ,該論文的另一位資深作者。
該團隊還發(fā)現(xiàn),與不同顏色相關(guān)的DNA序列極為不同。DNA序列的差異足以超出人們期望在物種之間找到的差異。與人類和黑猩猩DNA比較時的差異是通常發(fā)現(xiàn)的差異的六倍。進一步的DNA分析表明,這種遺傳變異與地中海出現(xiàn)的多種蜥蜴物種共有。對這種模式的可能解釋是,與著色相關(guān)的DNA序列已有數(shù)百萬年的歷史,有些物種已通過自然雜交進行交換。這突出了雜交如何成為快速獲取新特征的重要機制 - 甚至人類就是這樣的一個例子,
這個國際研究團隊正在進行一項研究計劃,重點關(guān)注顏色變化和相關(guān)特征是如何產(chǎn)生和維持的。正在進行的工作利用基因組科學(xué),動物行為和神經(jīng)生物學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)和專業(yè)知識,旨在幫助解讀顏色變異生物學(xué)的其他有趣方面,以及不同顏色對蜥蜴的確切信號,這仍然是神秘。
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