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破解雄孔雀鱼橙斑50万年不变生物进化谜题

2011/11/24 来源:physorg
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导读
自然界的孔雀鱼已经存在了至少有50万年——足够让雄鱼的体色发生翻天覆地的变化。神奇的是,雄孔雀鱼标志性的橙斑却一直保持不变,哪怕是变得稍微偏红或是偏黄都没有。为什么它可以保持这长时间不变的色调呢?因为这是雌孔雀鱼钟爱的颜色。

孔雀鱼情

自然界的孔雀鱼已经存在了至少有50万年——足够让雄鱼的体色发生翻天覆地的变化。神奇的是,雄孔雀鱼标志性的橙斑却一直保持不变,哪怕是变得稍微偏红或是偏黄都没有。为什么它可以保持这长时间不变的色调呢?

因为这是雌孔雀鱼钟爱的颜色。

11月23日发表于《the journal Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences》上的一篇文章的作者之一、加利福尼亚大学洛杉矶分校(UCLA)生态学和进化生物学教授Greg Grether发现,千百年来,很多物种并没有发生科学家们所以为的那么多变化。他说:“有些物种不停地演变只是想要保持不变。这么看来,雄鱼不断地演变只是想要保持雌鱼所喜欢的那种颜色。”

“这项由国家科学基金会赞助的研究,揭开了困扰我多年的谜底。”

雄孔雀鱼身上的橙色斑块是由两种色素组成的:类胡萝卜素(黄色,通过摄取食物获得)和果蝇蝶呤(红色,由它们身体产生的)。类胡萝卜素也存在于果蔬中。植物自身可以产生类胡萝卜素,而动物则不能。孔雀鱼通过摄取水藻来获得类胡萝卜素。

该项研究的领导者、同样来自UCLA的Kerry Deere设计了这样一个实验:首先,他们制造了一些人造雄孔雀鱼,其中的果蝇蝶呤含量可以划分为低、中、高三个级别。然后,她将这些人造雄鱼展现给雌孔雀鱼,看它们到底会选择哪种鱼。Kerry一共对它们进行了100多次择偶测试。

“实验结果是,雌鱼选择含有中间级果蝇蝶呤含量的雄鱼远远大于另外两种。而这种色调正是组成橙色的色调——不会太红,也不会太黄。拥有雌鱼所喜欢色调的鱼将来才可能会有更多的后代。” Kerry说。

“十年前,我发现了一种很奇特的现象:在水藻越多的地方,孔雀鱼产生的果蝇蝶呤也越多。这两种色素之间存在着一种很强的线性关系。”

我们用肉眼看来,类胡萝卜素越多,物体看起来越黄;果蝇蝶呤越多,物体看起来越红。如果将这两种色素按照一定比例融合起来,就会生成橙色。那么这么多年来,孔雀鱼怎么能够维持这两种色素的比例不变呢?答案是,孔雀鱼本身的基因变化抵消了环境变化。当环境中水藻含量变化,也就是能摄入的类胡萝卜素含量变化时,雄孔雀鱼就会发生一定的变异,以产生出相应比例的果蝇蝶呤。从Kerry的实验中可以看出,雌孔雀鱼选择配偶也是遵循这种模式的。

尽管在自然界中,这种遗传变异抵消环境变化的例子很多,但是这是极少数的、我们能够知道它的起源的例子。

雄孔雀鱼并没有用果蝇蝶呤来代替类胡萝卜素,而是将二者有机结合在一起。为什么它们要这么做呢?也许它们只是想要保持雌孔雀鱼喜欢的橙色。

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