根据一项新的研究，雄性蝴蝶有一些基因，使它们对外表相似的伴侣有性取向。在2月7日发表在开放获取期刊《公共科学图书馆生物学》(PLOS Biology)上的一项研究中，来自剑桥大学的一组学者与巴拿马的史密森尼热带研究所合作，观察了求偶仪式，并对近300只蝴蝶的DNA进行了测序。有多少基因组对它们的交配行为负责？
这是历史上最早研究蝴蝶行为的基因组研究之一。它揭示了进化的秘密，帮助解释新物种是如何形成的。科学家已经对哥伦比亚安第斯山脉两侧的两种不同种类的螺旋蝴蝶进行了测序。Heliconians进化出了自己产生氰化物的能力，这使得它们具有很高的毒性，而且它们有明亮多彩的翅膀，可以作为潜在捕食者的警告。
剑桥大学的克里斯吉金斯教授是这篇论文的主要作者之一。他说：“以前有很多关于在蝴蝶翅膀上寻找颜色图案等基因的研究，但找到这种基因更难。构成行为变化的基因。
“我们的发现非常简单——基因组的三个区域解释了它们的许多行为。基因组的一个小区域有一些非常大的影响。”
雄性蝴蝶被引入两个物种的雌性蝴蝶中，并根据它们在每个物种中的性兴趣水平进行评分。科学家根据雄性求偶的分钟数对每个疗程进行评分——通过不断地四处游荡或积极地追逐雌性。
与许多利用气味化学信号来识别配偶的蝴蝶不同，Heliconians利用它们的远距离视觉来定位雌性，这就是为什么每个物种都有明显的翅膀痕迹的重要性。
当两个物种之间的杂交被引入时，雄性最常表现出对与自己标记相似的配偶的偏好。研究表明，控制翅膀颜色的基因组相同区域负责决定这些相同翅膀模式的性偏好。
慕尼黑路德维希马克西米利安大学的论文作者之一理查德梅里尔博士说：“这解释了为什么杂交蝴蝶如此罕见——它们对相似的伴侣有强烈的遗传偏好，这主要是通过减少与其他物种的混合来防止物种之间的这种遗传结构促进新物种的长期进化。”
本文是PLOS Biology联合发表的两篇论文之一。第二项研究调查了包括配偶偏好在内的因素如何阻止同一物种蝴蝶之间的基因混合。他们发现，尽管杂交蝴蝶很罕见——因为它们不想彼此交配——但它们通过杂交在物种间分享了惊人数量的脱氧核糖核酸。这些蝴蝶物种的数量是尼安德特人和人类的十倍。
爱丁堡大学第二篇论文的作者之一西蒙马丁博士解释说：“一百多年来，一代人中极少数的混血儿足以显著重塑这些蝴蝶的基因组。”
尽管有这种基因混合，但这两个物种独特的外观和行为保持完整，没有混合。研究人员发现，基因组中有许多区域定义了每个物种，这些区域通过自然选择来维持，从而消除了外来基因。特别是，基因组中定义蝴蝶性别的部分受到保护，不会发生种间交配。
就像控制交配行为的遗传学一样，这些基因使每种蝴蝶保持其独特性，并有助于确保物种的长期生存。
但是这些发现能被翻译成包括人类在内的其他物种吗？吉金斯教授说：“就行为而言，人类在学习和文化变化方面是独一无二的，但我们的行为也受到我们基因的影响。对蝴蝶等简单生物的研究可以揭示我们自己的行为是如何进化的。我们在蝴蝶之间看到的一些基因共享模式也记录在人类和尼安德特人的基因组对比中，所以我们自身的进化之间还有另一种联系。”
“接下来，我们想知道新的行为是如何产生的，改变行为需要什么样的基因改变。我们已经知道，你可以通过编辑基因来制作不同的翅膀图案。这些研究表明，潜在的新行为可能来自不同基因的结合。”
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