Nature:物種形成順其自然

2020-12-06 生物谷

進化生物學中的一個重要問題就是物種何以變得如此截然不同，通常分支的物種只有當逐漸與其他物種分離才會這樣。早期物種之間不間斷的基因流的作用又是什麼？最近對蝴蝶進行的一項研究闡明了基因組學的力量如何有助於解決這一問題。

利用最近一種袖蝶屬蝴蝶的完整基因組描述，Martin和同事利用這種蝴蝶研究了基因流對物種形成的作用。特別需要指出的是，他們分析了3種親緣關係較近的物種：H. melpomene，H. cydno和H. timareta，它們提供了研究一系列情景的機會，例如關於種群之間地理隔絕的範圍，以及在物種形成開始後，發生在不同時間點的物種之間雜交的數量。

作者分析了對這些物種中的31個單獨蝴蝶個體進行再測序的基因組中的變異模式，其中包括來自相同地理位置的一對物種（即分布區重疊的物種對）和與其他物種在地理上隔絕的單獨H. melpomene蝴蝶（即分布區不重疊的物種）。對於分布區重疊的物種，研究人員發現了在物種形成初始階段之後的不間斷基因流跨越基因組的有力證據。依據連鎖不平衡水平，這是最近物種之間共享的最高的等位基因。這一發現表明，自物種形成開始，物種之間的混合發生了數次，並且它們似乎一直在繼續。

重要的是，牽扯到某些關鍵特徵的基因座並沒有表現出混合的相同模式。例如，在Heliconius spp.之中發現了相異的翅膀模式，這與繆氏擬態有關，即蝴蝶模仿其他物種的警告信號以阻止捕食者。有助於這些明顯模式的基因座並沒有表現出混合的信號。這對於Z性染色體也是如此，後者有助於雌性雜交的不育。這符合作用於這些基因座上的選擇，它們防止了混合被接受。

總的來看，這項研究表明，跨越基因組的基因流在物種形成期間持續發生著，這意味著物種在這種情況下能夠持續地分化。這項研究是關於如何將基因組結合詳盡的研究設計以處理長期存在的進化問題的一個很好地例證。（生物谷Bioon.com）

生物谷推薦的英文摘要

Nature           doi:10.1038/nrg3597

Speciation goes with the flow

Louisa Flintoft

An important question in evolutionary biology is how species can become distinct when， usually， the diverging species only gradually become isolated from each other. What is the effect of ongoing gene flow between incipient species？ A recent study in butterflies now illustrates how the power of genomics can help to address this issue.

 

 

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