還記得生物書中在工業革命后變黑的飛蛾嗎?科學家終于搞清了原理|Nature 自然科研

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樓主 2019-11-15 15:31:07
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一對正在交配的樺尺蠖Credit: Ilik Saccheri


本周《自然》上發表了兩項獨立研究?The industrial melanism mutation in British peppered moths is a transposable element?The gene?cortex?controls mimicry and crypsis in butterflies and moths,共同驗證了一個負責蝴蝶和飛蛾翅膀上的顏色和色彩圖案的基因。這個基因和與之相關的一個突變,

控制了工業革命期間樺尺蠖(hua4 chi3 huo4)顏色變暗的現象,研究還發現,這個基因也決定了一些蝴蝶物種的天然色彩圖案變化。



工業革命之前,樺尺蠖是淺灰色的,工業革命后由于污染導致樹皮顏色變暗,黑色的樺尺蠖相對不容易被鳥類捕食,逐漸成為樺尺蠖的主要顏色。Credit: Ilik Saccheri


眾所周知,工業城市的興起讓樺尺蠖(Biston betularia)的顏色變暗了——為了適應污染的環境和鳥類的捕食。然而,過往的研究中,讓常見的淺灰色樺尺蠖被一種以前從未見過的黑色樺尺蠖代替的特定變異只被泛泛的確認在一個擁有13個基因的DNA區域上產生影響。


英國利物浦大學的Ilik Saccheri和他的同事識別出了黑色樺尺蠖的遺傳背景和精確的DNA序列突變。他們發現變異是一大塊DNA序列插入了一個叫做皮質(cortex)的基因的結果。他們同時也進行了一個系統發育分析,將這個變異發生的時間精確定位到了1819年,當工業革命剛剛開始時。



A?Heliconius erato demophoon?butterfly feeding on a flower in captivity.?Credit: Melanie Brien


在另一項獨立研究中,英國謝菲爾德大學Nicola Nadeau和她的研究團隊用了種群基因組學和基因表達分析揭示了蝴蝶中的袖蝶屬的身上圖案與皮質基因的表達變化有關。兩個研究在一起表明了鱗翅目(包括飛蛾和蝴蝶)顏色圖案的一種新型的基本機制。




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