本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
許多物種已經進化出欺騙性的外表來愚弄潛在的捕食者,透過模仿其他難吃的物種。這種進化策略為兩個群體都提供了一種創新的額外保護形式,但研究人員一直想知道,從基因上來說,狡猾的模仿者是如何實現這種技巧的。
一項新的研究,於8月14日線上發表在《自然》雜誌(《大眾科學》是自然出版集團的一部分)上,展示了一種令人印象深刻的蝴蝶,長翅鳳蝶(Heliconius numata),如何能夠切換其翅膀上的圖案,以匹配當地Melinaea蝴蝶的圖案,這些蝴蝶對潛在的鳥類捕食者來說味道很差。
“這種現象困擾了科學家們數個世紀——包括達爾文字人,”埃克塞特大學分子自然歷史學教授兼新論文的合著者理查德·弗倫奇-康斯坦特在一份準備好的宣告中說道。“正是對擬態的最初觀察幫助構建了自然選擇的概念。現在我們有了正確的工具,我們能夠理解這種驚人轉變的原因。”
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研究人員發現,一條染色體上緊密區域的至少18個基因結合起來形成一個所謂的“超基因”,該基因作為一個單一開關來控制翅膀圖案的模仿,併產生多達七種不同的外觀。“我們對我們的發現感到震驚,”巴黎國家自然歷史博物館的馬蒂厄·喬隆和該論文的合著者在一份準備好的宣告中說。其他超基因已在植物和其他動物中被發現,但新的發現為超基因的元素確實在近距離發現的理論增加了證據。
“這些蝴蝶是昆蟲世界的‘變形金剛’,”喬隆說。“但是,一個單一的基因開關可以讓這些昆蟲變形為幾種不同的擬態形式,而不是像變形金剛那樣可以透過輕 flick 開關從汽車變成機器人,”他說,稱其為“科幻小說的素材”。
這種快速適應性變化的機制也在其他物種中被發現。“這種超基因區域不僅允許昆蟲彼此模仿,如Heliconius,而且還允許模仿工業革命的煙塵燻黑的背景,”正如經典的胡椒蛾例子,弗倫奇-康斯坦特說。“這是一個真正蘊含進化力量的基因。”
研究人員現在希望找到染色體區域內的位點,並瞭解該區域如何在其他密切相關的物種中發揮作用。“我們開始瞭解這個開關如何產生如此普遍的影響,”喬隆說。