
森林可以是颜色和图案的模糊,从装饰老虎的豹子和条纹上的玫瑰花塞到迷幻的蝴蝶和圆点果蝇。到目前为止,这些动物如何拿到时髦的外套一直是一个谜。
新的研究达到了为什么某些果蝇的底层(果蝇Guttifera研究人员说,)翅膀上装饰有16个斑点,这一发现也可能适用于大型动物。 Spot-Stripe Maker是一种所谓的形态学,它是一种蛋白质,告诉某些细胞制作色素。
通过将与该形态学相关的基因插入苍蝇基因组的不同部分,研究人员用条纹而不是斑点覆盖的翅膀创建了苍蝇。
威斯康星大学麦迪逊分子生物学家肖恩·卡洛尔(Sean Carroll)说:“我们可以制作自定义的苍蝇,也是本周在自然界发表的报告的高级作者。
虽然过去的研究已经提出了对模式之谜的理论答案,例如豹子如何得到他们的斑点,这是第一个显示出用于产生动物颜色模式的长期增强系统的具体证据的研究。
卡洛尔告诉《生命科学》:“在颜色上,已经提出了各种方案的颜色,但是直到您拥有实际分子和对系统开发的知识,它们才能在实验上进行测试。”
制作景点
卡洛尔和他的同事通过一些侦探来解决这个谜。他们回答了基本问题,例如:我们认为所有斑点都是通过相同机制制成的吗?当他们发现证据表明一种蛋白质负责这些斑点时,他们试图“猜测”,卡洛尔说,该蛋白质可能是什么。然后他召集了几个科学家朋友,他们认为一个称为“无翼”的分子可能是罪魁祸首。
这是其工作原理:该小组在果蝇的胚胎组织中发现了颜色诱导的形态学,并发现它是由无翼基因编码的。在机翼发育的后期,无翼的形态通过组织扩散,在该组织中促使机翼某些区域的细胞制成色素。
卡罗尔说:“关键是它从一个源中扩散了,因此您只有一个无翼的源,当它在各个方向上扩散时,它就会占据一席之地。”
在该物种中,形态学的产生与现有的物理标记相近,例如机翼上的静脉相交。斑点的定位由这些先前存在的模式决定。
圆点和进化
研究人员说,无翼已与色素沉着或斑马条纹这样的外套设计联系起来,早在它作为该蝇物种的波尔卡点制造商弹出之前。
卡罗尔说:“发生的事情是,无翼和色素沉着之间的联系被利用以制造出更加典型和明显的模式。” “一旦有一个工具,在这种情况下,在新地方使用该途径就可以提供新的图案。只需在机翼中部署无翼分子并获得更典型的图案即可。”
与进化中的任何事物一样,新身体模式的出现需要时间。
卡罗尔说:“通过跟踪其他物种的位置,我们可以看到复杂的模式如何发展。” “这不是一夜之间,那里有一个无图案的机翼,然后,繁荣,你有16个景点。”
卡洛尔(Carroll)与他的威斯康星大学麦迪逊分校的同事托马斯·沃纳(Thomas Werner),志齐川(Shigeyuki Koshikawa)和托马斯·M·威廉姆斯(Thomas M. Williams)一起完成了这项研究。
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