新研究揭示蝴蝶和蛾共享古老的DNA區塊
新的研究發現,蝴蝶、蛾和水生蝶類共用的DNA”區塊”可追溯到2億多年前,這是透過英國、德國和日本大學的科學家開發的一種工具確定的。這項發現說明了這些物種之間染色體的連結和演化,不僅揭示了它們的遺傳歷史,還可能有助於研究其他生物的染色體演化。
英國埃克塞特大學、德國呂貝克大學和日本岩手大學的研究人員開發了一種分析各種蝴蝶和蛾染色體的方法。
非洲帝王斑蝶的染色體。使用與螢光報告基因相連的DNA 探針,紅點突出顯示了每條染色體的末端。資料來源:艾克希特大學
他們發現了存在於所有飛蛾和蝴蝶物種中的染色體塊,還發現了毛翅目蝶科(石蛾,Trichoptera)的染色體塊,這些蝶科水生蝶類在大約2.3 億年前與飛蛾和蝴蝶有著共同的祖先。
飛蛾和蝴蝶(統稱為鱗翅目)的染色體數量差異很大,從30 到300 不等,但這項研究的發現卻顯示了顯著的證據,表明它們的同源區塊(結構相似)可以追溯到很久以前。
位於康沃爾郡埃克塞特彭林校區的生態學與保護中心的理查德-弗倫奇-康斯坦特教授說:”DNA被壓縮成單一顆粒或染色體,它們構成了遺傳的基本單位。如果基因在同一根’弦’上,或者說在染色體上,它們往往會被遺傳在一起,因此是’相連’的。然而,不同動物和植物的染色體數目相差很大,因此我們無法輕易分辨出哪些染色體與哪些染色體有關。當染色體數目差異很大時,這就成了一個大問題,鱗翅目昆蟲就是如此。”
雌雄非洲帝王斑蝶正在交配圖片來源:埃克塞特大學
「我們開發了一種簡單的技術,可以觀察每條染色體上基因塊的相似性,從而讓我們真實地了解它們是如何隨著不同物種的進化而變化的。結果發現,所有蝴蝶和飛蛾中都存在30個基本的’同源’單位(字面意思是’在同一根繩子上’,繩子就是DNA),並且可以一直追溯到它們的姊妹蝶類。”
蝴蝶通常被視為保護生物多樣性的關鍵指標,而由於人類活動的影響,全球許多蝴蝶物種都在減少。然而,這項研究表明,它們也是研究染色體演化的有用模型。
這項研究提高了科學界對飛蛾和蝴蝶基因如何演化的認識,重要的是,類似的技術也可能為其他動物或植物類群的染色體演化提供啟示。