蝴蝶很清楚它自己想寻找什么样的伴侣

图片由Penske媒体公司提供

 

爱是一件很奇怪的事情。每个人至少都能列出一些他们认为自已能吸引另一半的东西,有时我们也发现自己被人吸引完全是有原因的,但对于动物王国里的其他成员来说,情况就不一定如此了,例如蝴蝶,它们的爱似乎相当别出心裁。《公共科学图书馆》(PLOS)上一篇新研究论文的作者为了更好地了解蝴蝶如何选择与谁繁殖后代,他对哥伦比亚的蝴蝶做了仔细的观察。

科学家们发现,蝴蝶在寻找配偶时,其实只是在寻找自己。他们观察了同一属两种常见蝴蝶的求偶仪式,这两个物种有不同的翅膀模式,但仍然可以彼此交配,创造杂交的两个物种。当然这种情况相当罕见。为了确认这两个物种的交配方式,研究人员引入了雄性,然后观察它们之间的相互作用,并根据雄性对每个雌性表现出的兴趣程度对它们进行评估,他们还将杂交蝴蝶引入其中,以确定它们会被哪种蝴蝶吸引。

研究小组发现,蝴蝶通常会被看起来最像自己的潜在配偶所吸引。雄性蝴蝶身上的斑纹是最受吸引的地方,不管是什么样的斑纹。因此研究人员推断,昆虫基因组中负责自身标记的区域似乎也控制着它们的性偏好。研究报告的合著者Richard Merrill博士在一份论述中说:“这就解释了为什么杂交蝴蝶如此稀少——它们对相似配偶有着强烈的遗传偏好,这在很大程度上阻止了物种间的杂交繁殖,这种基因结构通过减少杂交促进了新物种的长期进化”。

我们通常认为异性相吸,但对蝴蝶来说情况显然不一样。

 

以下为论述内容:

剑桥大学与巴拿马史密森热带研究所的一个合作小组,观察了蝴蝶的求偶仪式,并对近300只蝴蝶的DNA进行了测序,以找出与它们的交配行为有关的基因组。这项研究发表在《公共科学图书馆·生物学》(PLOS Biology)杂志上,是有史以来第一个研究蝴蝶行为的基因组研究之一,它解开了进化的秘密,帮助解释新物种是如何形成的。

科学家们对哥伦比亚安第斯山脉两侧的两种不同种类的蛱蝶的DNA进行了测序。这个属种已经进化到了自己能产生带剧毒氰化物,并有独特的、颜色鲜艳的翅膀,可以作为对潜在捕食者的一种警告。论文的主要作者之一、圣约翰学院的研究员Chris•Jiggins教授说:“此前有很多研究完成了蝴蝶翅膀上颜色模式基因的解析,但找到构成行为变化的基因结构却困难很多。我们的发现出乎意料的简单——基因组的三个区域解释了它们的许多行为”。

把两种雌性蝴蝶介绍给雄性蝴蝶,并根据它们对这两种蝴蝶的性兴趣程度进行评估。科学家们根据雄性持续在雌性附近盘旋或主动追逐求偶时间来对每一阶段进行评估。不同于其他许多蝴蝶用化学气味信号来识别配偶的方式,蛱蝶用他们超远的视力功能来定位雌性,这就是为什么每个物种都有其独特的翅膀标记显得十分重要。当两个物种之间的杂交物种被引入时,雄性通常会表现出对与自身标记相似的配偶的偏好。

这篇论文是由欧洲研究委员会资助,发表在《公共科学图书馆·生物学》杂志上的两篇论文之一,该委员会汇集了Jigqin教授和他的团队十年的研究成果。

第二项研究调查了包括配偶偏好在内的因素及如何阻止同一种蝴蝶的基因混合。

他们发现,尽管蝴蝶不愿与其他蝴蝶交配,导致杂交蝴蝶数量稀少,但令人惊讶的是,通过杂交,物种之间共享了大量的DNA。这些蝴蝶物种之间的分享比尼安德特人(穴居人)和人类之间的分享要多10倍。第二篇论文的作者之一、爱丁堡大学的Simon Matin解释说:“在一百万年的时间里,一代蝴蝶中非常少量的杂交后代,就足以显著地重塑这些蝴蝶的基因组”。

研究人员发现,基因组中有许多区域定义着每一种物种,这些区域是由自然选择来维持的,自然选择剔除了外来基因。尽管有这种基因混合,但决定蝴蝶性别的那部分基因组受到保护,不受物种间交配的影响,两个物种的独特外观和行为仍然完好无损,没有混合。与控制交配行为的基因一样,这些基因使每一种蝴蝶保持其独特性,并帮助确保该物种的长期生存。

这些发现能否用于解译包括人类在内的其它物种吗? Jigqins教授说:“就行为而言,虽然我们的行为也受到基因的影响,但人类的学习能力和文化变通是独一无二的,对蝴蝶等简单生物的研究可以揭示我们自身行为的进化过程。我们所看到的蝴蝶之间的一些基因共享模式,在人类和尼安德特人基因组的比较中也得到了证明,这与我们自身的进化有另一种联系。我们想知道异常行为是如何产生的以及需要什么样的基因变化来改变行为。

研究报告的另一合著者理查德·梅里尔博士(Richard Merrill)说:“这就解释了为什么杂交蝴蝶如此稀少——它们对相似的配偶有着强烈的遗传偏好,这在很大程度上阻止了不同物种间的繁殖,这种基因结构通过减少与其他物种的混合来促进新物种的长期进化”。

我们通常认为异性相吸,但对于蝴蝶,情况就不一样了。

 

《健康生活报道》编译中心   吕芳

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