研究人员解开了查尔斯·达尔文的短喙之谜

2021年9月21日被 新闻工作人员/来源

查尔斯·达尔文培育家鸽(鸽属利维亚),在他的物种起源描述了鸽子爱好者选择的众多变体。他认为这些鸟的喙中掌握着选择的秘密。没有自然选择的束缚,350多个品种在一个物种内拥有各种形状和大小的喙。最引人注目的是喙太短,有时会妨碍父母喂养自己的幼崽。在一项新的研究中,生物学家发现ROR2基因与降低家鸽喙大小有关;令人惊讶的是,这种基因的突变也导致了一种称为罗宾诺综合征.

波尔等人培育的老德国猫头鹰(左)和赛马荷马(右)家鸽品种。。图片来源:悉尼斯特林汉姆。

老德国猫头鹰(左)和赛马荷马(右)由波尔培育的家鸽品种.. 图片来源:悉尼斯特林汉姆。

犹他大学的博士后研究人员Elena Boer博士说:“罗宾诺夫综合症最显著的特征是面部特征,包括一个宽阔的、突出的前额和一个短的、宽的鼻子和嘴巴,让人想起鸽子的短喙表型。”

“从发育角度来看,这是有意义的,因为我们知道ROR2信号通路在脊椎动物颅面发育中起着重要作用。”

在这项研究中,波尔博士和同事培育了两种短喙和中喙的鸽子:(i)中喙的公鸽是一种奔跑的荷马鸽,一种为速度而繁殖的鸟,喙长与祖先的岩鸽相似;(ii)小喙的母鸽是一种老德国猫头鹰,一种喙小而矮的奇特鸽子品种。

犹他大学的Michael Shapiro教授说:“饲养者选择这种喙纯粹是为了美观,这是有害的——它永远不会出现在自然界中。”

“因此,家鸽在发现导致体型差异的基因方面具有巨大优势。”

“达尔文的一个重要论点是,自然选择和人工选择是同一过程的变体。鸽子喙的大小有助于弄清这一过程是如何进行的。”

短喙和中喙双亲产生了具有中等长度喙的第一代F1后代。

当研究人员将F1代的鸟类相互交配时,产生的F2代后代的喙从大到小,大小不一

为了量化变异,他们使用显微CT扫描测量了145名F2个体的喙大小和形状。

波尔博士说:“这种方法最酷的地方在于,它允许我们观察整个头骨的大小和形状,结果发现,不仅喙的长度不同,脑壳的形状也在同时改变。”

“这些分析表明,F2群体中喙的变化是由于喙长度的实际差异,而不是整个头骨或身体大小的变化。”

利用一种称为数量性状基因座(QTL)作图的技术,科学家们鉴定了分散在鸽子基因组中的DNA序列变体。

然后他们观察这些突变是否出现在F2孙子的染色体上。

夏皮罗教授说:“长着小喙的孙子和他们长着小喙的祖父母有着相同的染色体片段,这告诉我们染色体片段与小喙有关。”。

“而且它是在性染色体上,这是经典的遗传实验提出的,所以我们很兴奋。”

然后,作者比较了许多不同鸽子品种的全基因组序列:来自31个短喙品种的56只鸽子和来自58个中喙或长喙品种的121只鸽子。

他们发现,所有长着小喙的个体在包含ROR2基因的基因组区域都有相同的DNA序列。

波尔博士说:“我们从两种独立的方法中获得了相同的强烈信号,这一事实确实令人兴奋,并为ROR2基因座的参与提供了额外的证据。”。

A.这项研究的结果发表在今天的《华尔街日报》上当代生物学raybetapp下载.

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埃琳娜·波尔.当代生物学raybetapp下载,于2021年9月21日在线发布;

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