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有同党却不会飞这种鸭子太难了

归档日期:09-29       文本归类:白头硬尾鸭      文章编辑:爱尚语录

  遨游才干正在很众鸟类中仍旧难觅行踪。钻探职员通过比较会飞和不会飞的船鸭的同党机合和基因组,提出了遨游才干吃亏的一种能够机制。

  钻探新呈现特质的基因序列可能清晰演化经过;然而,钻探吃亏的特质也能带来特别观点。即使某一特质正在分别的生物群体中众次没落,咱们就能运用强壮的统计举措,识别出基因层面的因由。Campagna等人[1]公告正在《演化》(Evolution)上的最新钻探揭示了与鸟类遨游才干吃亏合系的遗传变动。他们斗劲了59只船鸭(一起来自Tachyeres属)的全基因组,钻探遨游才干是怎样随演化而慢慢没落的。

  船鸭特有的遁跑方法。能飞和不行飞的船鸭都有一种特别的遁跑方法,它们会正在水面神速拍打双脚和短同党。Campagna等人对船鸭属全数种的个别举办了基因组测序(搜罗图中无法遨游的短翅船鸭),并连接它们同党的丈量数据举办分解,以此寻找哪些基因外达的变动能够导致了船鸭遨游才干的吃亏 Bill Coster/FLPA。

  船鸭通常生涯正在智利南部、阿根廷南部和福克兰群岛的海岸生境和湖泊中[2]。它们有着一种特别的遁跑方法——以很疾的速率正在水中同步划动同党和脚,由于神似桨汽船,由此得名“船鸭”。正在船鸭属仍旧发明的四个种中,短翅船鸭、灰船鸭和白头船鸭都不会飞[2];正在具备遨游才干的花斑船鸭中,少少较重的公鸭也飞不起来,首要是由于它们的同党负荷(体重与同党轮廓积之比)大于较轻的同类。

  全数船鸭都能熟练地正在陆地上行走、潜水觅食、回避捕食者。与正在觅食和进食时借助同党气力的海鹦和企鹅分别,船鸭正在获取食品时并晦气用同党。可是,船鸭正在潜水时会用到同党,而不行飞的船鸭的遨游肌与体重比只比会飞船鸭的略小一点[2]。

  钻探职员不停无法确定这几种不行飞的船鸭收场是正在各自演化经过中遗失了遨游才干,照样一起从一个不行飞的鸭子分支演化而来的[2]。处分这一讨论,将有助于深刻清晰能够导致遨游才干吃亏的境遇或生态要素。

  船鸭是一个演化史籍较短的类群,猜测唯有200万年支配。通过基因组比较,Campagna等人指出,灰船鸭和白头船鸭这两个陆生物种的遨游才干吃亏呈现正在进化支的早期,且产生正在相对较短的年光内。比拟之下,花斑船鸭和生涯正在海岸的短翅船鸭的亲缘合联更近,正在近期才分裂成两支,并且能够照旧正在杂交。具体来看,作家的基因组比较结果显示,遨游才干的吃亏能够是三种环境下独立演化的结果,可是对此也有分别的证明。

  Campagna等人还正在基因组中筛查了单核苷酸众态性(SNP,即DNA序列特定位点上的单核苷酸被取代),由此确定了遨游个别和不遨游个别的基因组中DNA序列差别最大的部门。钻探职员还将测序船鸭的翅骨和骨骼比例的丈量结果与基因组数据联络起来,进而区别出分别个别间哪些是与翅形合系的遗传差别,哪些是与同党式样无合或无意产生的遗传差别。值得小心的是,少少花斑船鸭和短翅船鸭同时存正在与遨游和不遨游合系的基因序列,这些序列都与同党长度合系。所以,遨游才干的吃亏能够呈现正在船鸭的演化经过中。

  Campagna等人判决出的与肢体丈量差别合系的大部门SNP都呈现正在DYRK1A基因的内部或边际。作家所以以为,DYRK1A外达和功用的变动能够导致了不会飞船鸭的肢体长度与体重比偏低。作家还指出,率领更众DYRK1A基因拷贝的小鼠也显示出更众的手脚-骨骼的差别[3]。其它,有钻探发明,DYRK1A基因拷贝数的弥补能够与人类唐氏归纳征的某些症状合系,搜罗身型体格与长骨长度的差别,特别是前肢[4]。纵然Campagna等人未能确定船鸭中DYRK1A的拷贝数,但他日可能通过测验确定调查到的遗传差别正在鸟类发育经过中的影响。

  不会飞的物种有极高的众样性,遨游才干的吃亏也产生正在各样分别的境遇中。这种环境会产生正在物种学会并独揽了一种水生运动形式之后,如潜水或划水,且众睹于捕食者较少的陆地境遇中。后者的一个例子为秧鸡,动作鹤的天伦,它们正在下降到分别的海岛之后,险些无一破例埠吃亏了遨游的才干(有时统一个岛上会重复呈现这一形势[5])。

  即使不研商能够导致遨游才干吃亏的各样境遇,这种才干的吃亏往往伴跟着同党长度相对身体其他部位长度的减小,使得同党负荷过大而无法遨游。然而,同党肌肉结构、皮肤和羽毛,以及感触编制和骨骼其他部位的变动,正在不会飞的物种中都差别壮大;所以,很难确定这些变动是否与遨游才干的吃亏或其他要素相合。值得小心的是,与船鸭遨游才干吃亏合系的遗传变动以及翅形变动被以为是与它们习得划水才干同时产生的。靠动摇同党划水的鸟类往往同党较短。所以,很难判定影响翅形的遗传变动收场与习得划水才干相合,照样与遨游才干吃亏相合。

  过去几年里,正在遗传学层面临遨游才干吃亏的钻探赢得了少少本色性起色[6,7]。一项钻探[6]发明,三种会飞的鸬鹚与它们不行飞的天伦弱翅鸬鹚存正在基因组差别,首要分散正在与纤毛功用相合的基因内部或边际——纤毛是一种细胞突起,可能介导骨骼发育必要的细胞信号。然而,弱翅鸬鹚的遨游肌和胸骨合系部门比它能飞的天伦要小得众(而正在会飞和不会飞的船鸭中并无发明这种差别[2])。

  另一项钻探[7]考核了平胸鸟类吃亏遨游才干的另一种机制。平胸鸟类搜罗鹤鸵、鸵鸟和几维鸟,正在许久以前也曾历过众次遨游才干的退化。钻探职员发明,少少基因的外达会蜕化平胸鸟类的前肢机合,而会飞和不会飞的种正在医治这些基因外达的DNA区域中存正在差别(与船鸭中发明的差别有所分别)。此中很众基因正在发育经过中的外达变动都市导致前肢变短[7]。

  这些基因组钻探发明了遨游才干吃亏的各样机制,可是,这些机制不肯定互相冲突。实情上,一个新呈现的观念以为,导致翅形和同党长度变动的遗传机制能够与产生遨游才干吃亏的各样生态境遇雷同众样。也许这不是什么瑰异的事——对哺乳动物手指变短的钻探同样发明了各样分别的机制[8,9],而亲缘合联附近的各样蜂鸟[10]对高海拔境遇的适当也有着分别的遗传机制。从此,咱们必要对博物馆的样本睁开进一步钻探[11],饱舞发育生物学和剖解学的更众先进,以便深刻明了不会飞等外型背后的遗传变动。

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