雌蝴蝶和雄蝴蝶為什麼顏色不一樣?

2021-02-07 騰訊網

當地時間1月13日，美國芝加哥大學和紐約城市學院的研究人員在《英國皇家科學院學報B》上發表論文稱，他們在翠袖鋸眼蝶身上發現了一個獨特的「擬態開關」基因，該基因能夠決定蝴蝶的性別二態性。這項研究可以幫助我們更好地理解動物王國中雄性和雌性之間的表型差異。

新加坡的翠袖鋸眼蝶。

翠袖鋸眼蝶某些種群的雌蝶和雄蝶都模仿紫斑蝶，而其他種群的雌蝶則模仿金斑蝶。

論文的共同通訊作者、芝加哥大學的生態與進化系教授Marcus Kronforst博士說：「許多動物存在性別二態性，但通常都不是很明顯。而在翠袖鋸眼蝶中，不同種群卻能展現不同模式，我們意識到，這是一個揭示性別二態性潛在遺傳機制的絕佳案例。」

原產於東南亞的翠袖鋸眼蝶具有不同尋常的擬態，是本研究的理想模型。在部分種群中，雄性和雌性蝴蝶都以長著深色翅膀和亮斑的紫斑蝶為模仿對象；而在另一些種群中，雄性和雌性則會分別模仿兩種不同的蝴蝶：雄性仍然模仿紫斑蝶，雌性則模仿了有著橙色翅膀的金斑蝶。

研究人員在東南亞地區收集了48隻蝴蝶，一些來自性別二態性群體，另一些來自性別單態性群體。通過基因組測序發現，性別二態性並不是單一地分成兩組，而是在不同的翠袖鋸眼蝶種群中反覆出現。

論文第一作者、普林斯頓大學的研究生Dee Ruttenberg說：「更重要的是，在觀察這些雌雄二態蝴蝶的個體種群時，我們發現有一個基因反覆出現，並且能夠準確指示蝴蝶是單態還是二態——這就是WntA。」

WntA以參與蝴蝶的色素形成而聞名，現在人們發現，它似乎也調節著性別二態性和單態性之間的過渡。蝴蝶的個體種群可以根據地區壓力的變化，迅速、輕鬆地「扳動開關」。

「我們在DNA的一個區域中發現了兩個關鍵的鹼基對，這兩個鹼基對似乎與調控WntA的活動有關，」共同通訊作者、紐約城市學院的生物學副教授David Lohman博士說。「似乎只有少量的基因變化造成了雌性身體的這種差異，這很可能是基因再利用的一個例子。」

蝴蝶形成不同擬態的基因機制並不是從頭進化而來，而是根據種群數量開啟或關閉這些基因。WntA就像一個擬態開關。

這項研究首次闡明了翠袖鋸眼蝶不同擬態特徵的分布和潛在的遺傳學機制。但不同擬態模式出現的原因是什麼？研究人員表示還需進一步探索。

科界原創

編譯：花花

審稿：西莫

責編：陳之涵

期刊來源：《英國皇家科學院學報B》

期刊編號：0791-7945

原文連結：

https://phys.org/news/2021-01-asian-butterfly-populations-mimicry-patterns.html

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