作者:Leif Andersson 来源:《自然—遗传学》 发布时间:2015/12/5 19:57:56
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超级基因决定水鸟外貌行为

 从左到右:faeder、“独立派”和“卫星”流苏鹬  图片来源:Melissa Hafting

两项基因组测序研究表明,被称为超级基因的一长段DNA解释了一种涉水鸟用来赢取配偶芳心的奇怪策略的多样性。

流苏鹬在欧洲和亚洲北部的沼泽和湿草甸中很常见。雄性流苏鹬会在大规模繁殖区聚集,并且佯攻、跳起然后撞向其他雄性,以期赢得雌鸟。

雄性流苏鹬有3种不同的种类,每种都拥有交配的独特方法。“独立”雄性的脖子上有着五花八门的棕色和黑色羽毛,拥有很强的领域意识,并且喜欢捍卫自己的繁殖地。相反,有着白色羽毛的“卫星”雄性会入侵“独立派”的地盘以偷走附近的雌鸟。第3种较为罕见的雄性被称为faeders,会利用与雌性流苏鹬的相似性干扰交配中遭遇的对手。

1995年,英国谢菲尔德大学进化生物学家Terry Burke所在的团队发现,雄性流苏鹬的不同求偶方法是由一个遗传因子引起的。不过,一个基因触发行为和外表上如此广泛的差异,似乎是一件不太可能的事。

相反,一种拥有450万个DNA序列并且由125个独立基因构成的超级基因,似乎要对流苏鹬的奇特行为负责。由Burke和瑞典乌普萨拉大学进化遗传学家Leif Andersson领导的团队日前在《自然—遗传学》杂志上报告了这一发现。

通常,一长串连续的DNA序列会被母系和父系染色体片段的“重新洗牌”所打断。每一代都会发生这种事情。不过,流苏鹬的超级基因在约380万年前一长串DNA片段自己倒置时便诞生了。这种倒位阻止了DNA片段内的基因同姐妹染色体上的相应基因重新组合,并由此将约125个相邻基因黏合在一起。50万年前左右,部分倒位超级基因反弹回正确的方向,从而产生了第二个版本。Faeders拥有原始倒位超级基因的一个拷贝,雄性“卫星”流苏鹬拥有转换回来的较新版本的一个拷贝,而“独立派”缺少这两个版本。

过去380万年间在超级基因内部积累的基因改变,或许能解释为何流苏鹬在行为和外表上如此不同。Faeders和“卫星”流苏鹬均在一个分解睾丸素的基因附近拥有突变。Andersson推断,该基因的过度活跃版本解释了为何两者没有那么强的领域意识。相反,“卫星”流苏鹬的超级基因携带有干扰MC1R基因的突变,而MC1R涉及很多动物的毛发和皮肤颜色(来源:中国科学报 宗华)

 
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