生物谷報道:一項新的研究發(fā)現(xiàn),蝴蝶翅膀上種類繁多的眼狀斑紋以及其他的圖案,全部是基因表達經(jīng)過時間選擇后的結(jié)果,。
早在10多年以前,美國北卡羅來納州杜克大學(xué)的發(fā)育生理學(xué)家Frederik Nijhout就曾提出,鱗翅類的蝴蝶和蛾翅膀上的對稱圖案,,很可能是所有這類昆蟲共有的一種進化過程所形成的。他推斷,,這一過程一旦發(fā)生,,一些小規(guī)模的變異就足以形成在自然狀態(tài)下能夠觀察到的大面積的顏色繽紛的圖案。很多科學(xué)家認為這種想法非常具有吸引力,,但是迄今為止,,他們并沒有找到多少能夠支持這一假設(shè)的直接證據(jù)。如今在7月13日的《流行生物學(xué)》上發(fā)表的一項研究結(jié)果,,確定了可能由Nijhout提出的共有進化過程所導(dǎo)致的一系列基因表達,。
Nijhout實驗室的博士后Robert Reed,以及麥迪遜威斯康星大學(xué)的分子生物學(xué)家Michael Serfas,,利用一種經(jīng)過染料標(biāo)記的抗體,,對8種鱗翅類昆蟲中的兩種關(guān)鍵進化基因的表達進行了監(jiān)控:6種具有對稱圖形的蝴蝶,以及兩種沒有這些圖形的蛾,。在所有的蝴蝶中,,當(dāng)名為Notch和Distal-less的基因被依次激活后,翅膀上的圖案隨即出現(xiàn),。Reed和Serfas推測,,不同種類的蝴蝶在這種以及其他基因的表達中出現(xiàn)的時間選擇上的差異,可能正是形成各種眼狀斑紋,、橢圓形圖案,,或者布滿翅膀的黑色條紋的原因,。
英國倫敦大學(xué)學(xué)院的進化生態(tài)學(xué)家Jim Mallet對此表示贊同,他認為,,Notch和Distal-less基因在所有帶有圖案的蝴蝶中是很常見的,。他說,假如真是這樣的話,,這項研究就為搞清彩色圖案的進化過程邁出了關(guān)鍵的一步,。
由于這兩種基因在他們研究的兩種沒有圖案的蛾身上并沒有表達,因此論文的作者相信,,Notch和Distal-less基因的信號途徑是在蛾與蝴蝶進化分離后才出現(xiàn)的,。然而,布法羅紐約州立大學(xué)的發(fā)育生物學(xué)家Antónia Monteiro卻認為,,蛾在第一只蝴蝶開始扇動翅膀之前,,就已經(jīng)激活了體內(nèi)的圖案形成系統(tǒng)。她強調(diào),,一些低級的鱗翅類的蛾也長有眼狀斑紋,,科學(xué)家將繼續(xù)研究這些蛾是否也有Notch和Distal-less基因的表達,或者它們是否利用其他的方法獲得了這些對稱的圖案,。