一項(xiàng)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(dá)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(jìn)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(rèn)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(xiàng)研究結(jié)果,,確定了可能由Nijhout提出的共有進(jìn)化過程所導(dǎo)致的一系列基因表達(dá)。
Nijhout實(shí)驗(yàn)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(jìn)化基因的表達(dá)進(jìn)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(dá)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(jìn)化生態(tài)學(xué)家Jim Mallet對此表示贊同,,他認(rèn)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(xiàng)研究就為搞清彩色圖案的進(jìn)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(dá),,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(jìn)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(rèn)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(qiáng)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(dá),,或者它們是否利用其他的方法獲得了這些對稱的圖案,。