2022
11/26
相关创新主体

创新背景

许多动物在寻找伴侣时使用性信息素。来自UvA生物多样性和生态系统动力学研究所(IBED)和马克斯普朗克化学生态研究所的一组进化生物学家现在发现,即使是飞蛾性信息素遗传基础的微小变化也会对它们的交配成功产生巨大影响。他们的研究结果已发表在科学期刊《皇家学会开放科学》上。

 

创新过程

有吸引力和没有吸引力的动物

是什么让动物有吸引力,这些包括性信息素。性信息素是动物释放以吸引潜在配偶的“香水”。下图为研究的蛾类,夜蛾Heliothis virescens。

研究小组调查了飞蛾中的性信息素,因为飞蛾完全通过性信息素选择和找到伴侣,根本不使用视觉线索。然而,人们对性信息素变异的遗传因素知之甚少。对于理解流如何演变至关重要的信息。

没有吸引力的雌蛾

想确定种群内变异很大的蛾类的性信息素变异的遗传基础,UvA的首席研究员首先选择了产生极端信息素混合物的飞蛾,之后他们让最极端的变体相互交配。通过这些所谓的杂交实验,发现了一个微小的遗传变化,一个突变,它关闭了一种特定的酶,将雌性的性信息素从有吸引力变成了完全没有吸引力。

到目前为止,大多数遗传研究表明,多种突变导致信息素混合物和其他性线索的变化,表明进化变化发生在小步中。研究人员表示在这项研究中,他们发现了一种突变,它以如此重要的方式影响这种飞蛾的性信息素的生物合成。

雌性与雄性

研究小组又有了一个有趣的发现。他们发现雄性飞蛾的相同突变对它们的性反应没有影响。这与以前对果蝇和蟋蟀的遗传研究形成鲜明对比,这些研究表明性信号和对它们的反应在遗传上是相关的,一种性别的性信号突变也会改变另一种性别对该信号的性吸引力。

在飞蛾中,情况显然并非如此。虽然雌性信号从有吸引力转变为完全没有吸引力,但具有这种突变的雄性的反应方式与没有这种突变的雄性相同。两只雄性都同样被雌性有吸引力的混合物所吸引。

 

创新价值

这项研究表明,性信息素的进化并不总是以小步骤发生,而是通过突然和大的转变发生的。这项发现可以解释飞蛾的巨大多样性,飞蛾有130,000种,是地球上最多样化的动物群体之一。

智能推荐

  • 生物科学创新思维 | 研究发现PIEZO1 功能获得性基因突变增强肌腱组织性能

    2022-07-02

    美国 Scripps 研究所 Hiroshi Asahara 教授团队与2021年诺贝尔生理学或医学奖得主Ardem Patapoutian 教授团队合作,通过小鼠研究发现,肌腱中机械敏感离子通道 PIEZO1 的功能获得性突变能使动物跳得更高,跑得更快。人类中的类似突变可能与更好的运动表现有关。

    涉及学科
    涉及领域
    研究方向
  • 生物科学创新思维 | DNA分析揭示黑死病起源地

    2022-07-02

    德国图宾根大学、马克斯·普朗克进化人类学研究所等机构的研究人员对7名14世纪的黑死病死者开展的 DNA 分析显示,黑死病可能源于欧亚大陆中部。

    涉及学科
    涉及领域
    研究方向
  • 生物工程创新思维 | 融合Cre-loxP和CRISPR-Cas9的新型基因打靶技术构建微型扰动图谱

    2022-07-27

    研究团队提出了一种崭新的小鼠基因打靶技术——iMAP,其iMAP品系携带100个gRNA表达单位,靶向90个功能不甚清晰的基因,以此构建了一个微型扰动图谱,揭示了这90个基因分别在39个组织/细胞中对细胞存活、扩增、分化的影响。

    涉及学科
    涉及领域
    研究方向