《科学》 ：基因控制水黾进化

长江

作者：Locke Rowe 来源：《科学》

发布时间：2012-5-22 15:21:00

基因控制水黾进化




一些雄性水黾的触角逐步进化出钩子，帮助它们在交配时抓紧雌性的头部。

图片来源：Science/AAAS

很多物种的雄性生物给人们这样一种潜在的印象：它（他）们有美丽的翅膀、大的茸角或者昂贵的汽车。但是，水黾科动物并不进行求爱。取而代之的是这些在池塘中平稳滑行的动物，交配同时也是一场“摔跤比赛”，在“比赛”中，雄性水黾抓住雌性的头部并将其摔倒，同时雌性也试图将雄性扔出去。现在，研究人员研究了水黾科动物的进化过程，以找出最初雄性水黾如何拥有了这种能力。

通常，动物们会照顾后代，并且选择那些最好的保护者或善于筑巢者为配偶。但是加拿大多伦多大学进化生物学家Locke Rowe解释道：“在一些物种之中，雄性和雌性有相互竞争的爱好。”例如，在水黾中，双亲并不照顾后代。雌性的工作仅仅是产卵，雄性只是捐精子的一方。

而为了打赢这场性别之战，一些水黾科物种中的雄性逐渐进化有一套“精良的”钩子和尖刺，其形状正好与雌性的头部轮廓吻合——使它们能够紧紧抓牢雌性并进行交配。在这项新研究中，Rowe跟同事们发现，一种基因控制着这种进化改变。

测试出这种基因是控制进化带来的改变的基础是十分困难的，Rowe指出。观察野外物种的偏差无法证明这种基因的作用，同时果蝇这样的基因组实验室的“骨干”在自然界中也只是产生微乎其微的关于这一方面的信息。

于是，Rowe跟同事们选择了水黾作为研究对象，他们录制了有关该类昆虫交配的高速视频，然后使用扫描电子显微镜获取细节图片。

最后，研究人员扫描了昆虫的基因组，分析当它们的触角部进化出钩子和尖刺时哪个基因活跃（这一过程始于幼虫阶段）。研究发现一种名为“distal-less”的基因在这一进化过程中发生了作用。近日，该研究小组将研究报告在线发表于《科学》杂志上。（来源：中国科学报 唐凤）