對(duì)于大多數(shù)相同的基因 蜥蜴兄弟姐妹如何最終如此不同
棕色的anole是一種多產(chǎn)的蜥蜴,原產(chǎn)于古巴和巴哈馬,現(xiàn)在常見于許多熱帶和亞熱帶地區(qū),為遺傳和激素如何協(xié)同作用以塑造生物體的發(fā)育提供了新的線索。弗吉尼亞大學(xué)進(jìn)化生物學(xué)家羅伯特·考克斯(Robert Cox)正在使用這種動(dòng)物作為模型,了解盡管共享大多數(shù)相同基因,性別如何分化。在2017年3月出版的“ 美國博物學(xué)家 ”雜志上發(fā)表的一篇論文中,他認(rèn)為激素如睪丸激素在以每種性別獨(dú)特的方式塑造基因表達(dá)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用,因?yàn)橛袡C(jī)體發(fā)育到成年期。
“這是一個(gè)新觀點(diǎn),因?yàn)榇蠖鄶?shù)關(guān)于激素的進(jìn)化研究都集中在它們對(duì)表型的影響,或生物體的可觀察特征,而不是激素對(duì)潛在遺傳相關(guān)性的影響,”他說。“我們正在解決一個(gè)非常普遍的問題 - 兩個(gè)截然不同的生物體,在這種情況下,男性和女性是如何從單個(gè)基因組產(chǎn)生的?”
考克斯使用棕色anole作為研究模型,部分原因在于它的原生和引入范圍非常豐富,因此為他的研究小組提供了跟蹤數(shù)千個(gè)個(gè)體并測(cè)量野生種群 “在行動(dòng)中”的自然和性選擇的能力。他研究的人群來自巴哈馬棕色anole原產(chǎn)地的島嶼以及最近入侵的佛羅里達(dá)州。
他說,這個(gè)物種很引人注目,因?yàn)樾坌院痛菩砸韵嗤拇笮乃鼈兊穆阎蟹趸鰜?,然后走向不同的路? 在長(zhǎng)達(dá)一年的成年發(fā)展期間,雄性成長(zhǎng)比雌性大三倍??伎怂拐f,他們的研究揭示了這種模式的一個(gè)有趣的遺傳維度 - 而兄弟姐妹在生命早期非常相似,這種家族相似性,或“性別之間的遺傳相關(guān)性”,在發(fā)育過程中被打破。
“這意味著共享許多相同基因的兄弟姐妹在成熟時(shí)正在做與基因不同的事情,”他說。通過測(cè)量發(fā)育中不同點(diǎn)的數(shù)千個(gè)基因的表達(dá),Cox和他的合作者發(fā)現(xiàn)基因表達(dá)的性別差異隨著年齡的增長(zhǎng)而急劇增加,因?yàn)樾坌院痛菩缘拇笮〔煌?ldquo;這表明,從相同的DNA藍(lán)圖到達(dá)不同的終點(diǎn),可以采取多大的靈活性,”他說。
“我們還發(fā)現(xiàn)許多成年男性典型的基因表達(dá)模式可以通過用激素睪酮治療女性來誘導(dǎo),”他說。“將這些碎片放在一起,我們認(rèn)為,由于它們?cè)谡麄€(gè)發(fā)育過程中對(duì)基因表達(dá)的廣泛影響,睪丸激素等激素在塑造性狀的遺傳基礎(chǔ)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用,這反過來會(huì)影響這些性狀如何隨著發(fā)展而變化。自然和性選擇。“
考克斯說,為什么男性比女性大得多,有幾個(gè)可能的原因。一個(gè)是雄性棕色的anoles具有高度的領(lǐng)土性,大尺寸有利于相互對(duì)抗和保護(hù)雌性。另一個(gè)是雌性不需要大體,因?yàn)榕c大多數(shù)其他蜥蜴不同,它們不攜帶大型卵子。相反,他們一次只生產(chǎn)一個(gè)雞蛋,從4月到11月每7到10天。女性可能會(huì)盡快將能量投入到生產(chǎn)單個(gè)雞蛋中,而不是將精力投入到生長(zhǎng)中。
通過追蹤成千上萬個(gè)雄性和雌性在野生種群中的存活和繁殖成功,Cox和他的小組正在努力了解自然和性別選擇在整個(gè)發(fā)育過程中對(duì)性別的不同作用。
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