根据宾夕法尼亚州立大学研究人员领导的一项新研究，对莺羽毛颜色和图案的多样性至关重要的两种基因经过了两个非常不同的过程进化而来。这些进化过程可以帮助解释这些鸣禽迅速进化成如此多独特的物种。
宾夕法尼亚州立大学博士后研究员、论文第一作者Marcella Baiz说:“林莺是一种色彩丰富、种类繁多的鸟类，共有100多种。”“这些物种在进化过程中迅速崛起，生物学家称之为物种辐射。为了更好地了解这种辐射，我们研究了莺群中与羽毛颜色相关的基因区域。”
研究小组对所有34个林莺属的物种进行了基因组排序，杏耀资金并创建了一个系统进化树，
杏耀娱乐平台 ，阐明了每个物种之间的关系。然后，他们集中研究了9对关系密切的“姐妹物种”。每一对都是一个物种分裂成两个物种的结果。通过观察在每一对中是否有类似的进化过程，研究人员可以更好地了解整体辐射。
今天(11月30日)发表在《当代生物学》杂志上的一篇论文描述了他们的研究结果。
“在大多数情况下，很难弄清多样化过程背后的基因，因为很难把特定的基因和特定的特征联系起来，比如颜色，”宾夕法尼亚州立大学的生物学助理教授、该研究团队的负责人戴维·托斯(David Toews)说。“但是很多种类的莺很容易交配，产生混合了母莺特征的杂交后代，所以我们之前能够将特定的颜色模式和它们潜在的基因区域联系起来。”在这项研究中，我们专注于两种染色基因，但能够在这个大属的所有物种中研究它们，为我们打开一扇窗户，了解辐射的其余部分。”
第一个基因是抗炎信号蛋白(ASIP)，它与黑色素的产生有关，黑色素是这些莺褐色和黑色羽毛的基础。在每一对姐妹物种中，黑色或棕色羽毛的数量和位置都有差异，研究小组在ASIP附近不出所料地发现了遗传差异。
“我们仅仅基于ASIP基因区域创建了一个进化树，这更清楚地显示了基因是如何在整个属中发生变化的，”Baiz说。“这个基因树的模式反映了基于我们看到的整个基因组的系统发育树的模式。这意味着我们在ASIP中看到的差异是由不同物种中独立发生的突变造成的。然而，来自第二个基因BCO2的基因树显示出非常不同的模式，与整个基因组树并不匹配，这表明不同的过程在起作用。”
第二个基因，-胡萝卜素氧合2 (BCO2)，参与产生类胡萝卜素色素，导致亮黄色，红色和橙色的羽毛。研究人员认为，一种被称为“渗透”的过程——即分别进化的物种之间的基因交换——可能可以解释为什么BCO2的基因变化模式与该群体的整体辐射不一致。
“当两个不同的物种杂交时，会发生基因渗入，杂交的后代会继续与其中一个原始物种交配，”Baiz说。“经过几代之后，一个物种的遗传物质可以融合到另一个物种中。这种远古侵入的信号可以保存在活着的个体的基因组中——比如祖先测试可以揭示你有多少尼安德特人的基因。在这种情况下，我们意外地在这一属的两种远亲莺身上发现了BCO2区远古侵入的证据。”
研究人员发现了黄莺、木兰莺、草原莺、黄黄莺和黄黄莺相互渗透的证据，所有这些物种的羽毛上都有彩色类胡萝卜素颜色。然而，他们指出，根据目前的数据，很难判断基因转移的方向。
Toews说:“一种可能性是，白玉兰莺体内的BCO2进入了黄莺体内，杏耀平台这种‘新发现的’白玉兰莺体内的类胡萝卜素大量沉积在黄莺的羽毛中。”“想想看，黄莺之所以如此的黄，是因为远古的进化过程!”
这是脊椎动物中类胡萝卜素基因转移的第一个例子。总的来说,这项研究的结果表明,这两种基因渗入和更进化的标准模式,出现突变和从父母传给后代,发挥了作用产生颜色的多样性在这个属和可以帮助使莺的极度多样化。
未来，研究人员希望将这些基因中的特定突变与羽毛颜色的变化联系起来，并绘制出参与色素产生的分子路径。他们还想把研究范围扩大到所有110种莺。
Toews说:“有一种可能是完全来自另一个属的入侵。”“扩展到其他莺类可以让我们探索这种可能性，并更广泛地了解这些迷人的鸟的辐射。”
