某些蝴蝶中的Doublesex基因管理机翼中的模式发展,使无害的物种看起来像是有毒的亲戚。通过采用与有毒昆虫相似的颜色和翅膀图案,蝴蝶通常可以避免捕食。
这一过程被称为模仿,在1860年代首次由博物学家阿尔弗雷德·罗素·华莱士(Alfred Russel Wallace)在东南亚旅行后。
研究人员感到惊讶的是,单个基因可以产生这种戏剧性的效果。大多数人认为,该过程是由“超基因”指导的 - 一组紧密连接的基因,每个编码蛋白都执行特定的激活物以产生颜色。
“传统观点说,应该是多个基因来控制蝴蝶的整个机翼模式。但是在这种情况下,这只是一个基因。控制性别差异化的单一基因已被选中,以做一份全新的工作,”芝加哥大学和研究高级作者的Marcus Kronforst,这项研究的高级作者,以及该研究的高级作者。说。
调查人员研究了各种称为Papilio Polytes的蝴蝶,这是一种原生亚洲的燕尾蝴蝶。这种飞翔的昆虫通常被称为普通摩门教蝴蝶。他们允许标本表现出不同的机翼图案,以产生约500个后代。然后,研究人员对30种昆虫的基因组进行了测序,将其遗传代码与机翼模式进行了比较。他们注意到昆虫上的doublesex基因与翅膀图案之间存在明显的相关性。
“我们已经说明了这些蝴蝶中女性限制的模仿的遗传基础。但这只是第一步。Doublesex如何参与这一过程仍然不确定,需要进一步研究,”芝加哥大学和研究的合着者Wei Zhang说。
Doublesex基因在昆虫的整个体内传播,告诉细胞是产生雄性还是女性特征。雌性Papilio Palytes蝴蝶有四种不同的形式,其中三种使它们看起来像该物种的堂兄。这被称为Batesian模仿。
研究Papilio Palytes中的Doublesex基因如何影响机翼模式可能导致有关其他蝴蝶物种和动物模仿原因的新发现。其他动物类似行为的另一个例子是牛奶蛇。尽管无害,但这些物种看起来很像高度刺激的珊瑚蛇。
奇怪的是,这种作用仅发生在该物种的女性中,使男性容易受到捕食者的攻击。自然主义者感到困惑为什么该物种的两个性别也没有利用这种进化优势。
杂志中对Doublesex基因对机翼模式的调节进行了研究自然3月5日。