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《自然》:单基因突变就可改变植物授粉,驱动物种分化(图)
【字体: 大 中 小 】 时间:2003年11月17日 来源:
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[生物通讯]轻轻“按”下一个遗传开关,一朵花就能招来全然不同的授粉者。这一发表在11月13日期《自然》杂志上的新发现,证明一个微小的遗传突变就可能将一个物种一分为二。
美国加州的内华达山脉是酸浆属植物的两个近源种--Mimulus cardinalis和Mimulus lewisii的故乡。虽然二者的地理分布有重叠,但红色的Mimulus cardinalis深受喜爱鲜红颜色的蜂雀的欢迎。而虽然蜂雀对旁边的粉色Mimulus lewisii却视若无睹,但大黄蜂对Mimulus lewisii却是情有独钟。
两种花花瓣的颜色都受到一个叫做YUP的基因的严重影响,该基因允许或阻止黄色素的沉淀。华盛顿大学的Toby Bradshaw和密歇根州立大学的East Lansing意识到YUP 的一个突变可能改变授粉动物的表现。为检验这个假说,科学家将M. [AD340X300]lewisii的 YUP 基因剪切下来,导入M. cardinalis上,并反过来同样操作。突变M. lewisii 居然开出了橘红色的花朵,而经遗传改造的M. cardinalis 则开出了暗粉色的花。研究人员在两个物种的生长交叠区域种植了50株突变植物和50株野生型植物,跟踪授粉者造访每种花的情况。
颜色对于授粉者而言是最大的卖点。当M. lewisii 的花是橘红色时,蜂雀成群结队地涌向M. lewisii ,与其花为通常的粉色时相比,蜂雀的访问量激增了68倍。同时,当M. cardinalis 为暗粉色时,对大黄蜂的吸引力土壤增大了,而对标准的粉色M. cardinalis ,大黄蜂仍然视若无睹。总体说来,这些发现表明一个单一的颜色改变就可能对某些植物的授粉动物改变产生巨大影响,Bradshaw说。这种转变将会阻止花粉在不同颜色花朵之间的流动,产生生殖隔离。随后的逐步近乎越来越加剧这些种群之间的外形差异,他说。
“这样一个单一突变使自然界的授粉发生如此深刻的改变的实例真是太令人激动了。”加州大学圣芭芭拉分校的进化生物学家Scott Hodges称赞道。事实上,类似的试验将有助于科学家追溯物种的演化过程,重建物种分化的其它实例,印第安纳大学的生物学家Lawrence Rieseberg说。(生物通编译)