2019-01-07 20:48:02
雌性年龄和产蛋顺序驱动蓝色山雀蛋品质的变化

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德国鸟类学家沃尔夫冈·马卡奇(Wolfgang Makatsch)出版了他的书“没有鸡蛋就像另一个人”(Kein Ei gleicht dem anderen)50多年后,马克斯普朗克鸟类学研究所与马克斯普朗克生物化学研究所和大学合作开展了一项新研究。霍恩海姆确切地揭示了他的正确性。该研究首次描述了蛋白蛋白和卵黄蛋白质组 - 即所有可测量的蛋白质 - 一种常见的鸣禽,蓝山雀。它表明,繁殖雌性可以根据幼仔的需要微调其卵子的成分。

鸡蛋的质量取决于其大小和成分。在所有产卵物种中,较大的卵产生更大,更有活力和更高性能的后代,而特定的蛋成分(如抗氧化剂或抗菌蛋白)可以支持后代的生长,发育或免疫。蛋的质量在野生动物中变化很大,甚至可以在离合器内变化并导致兄弟姐妹之间的差异。为了解这种变异的原因,研究人员转向了德国南部的蓝山雀(Cyanistes caeruleus)繁殖种群。他们测量了鸡蛋的营养成分,以及六种类胡萝卜素的个体浓度(在鸡蛋类胡萝卜素中添加了三种新化合物)和近300种鸡蛋蛋白,并探讨了鸡蛋的复杂成分在人口中的变化情况。

蓝山雀是一种小型的,社会上一夫一妻制的鸣禽,每年繁殖一次。女性使用从日常食物中获取的营养素,每天生产一个鸡蛋,直到离合器产生7到15个鸡蛋,总重量通常超过她自己的体重。这种生殖努力难以维持,较大的离合器含有较小的卵。此外,获得,合成和储存卵子营养素的能力因雌性而异,导致卵子的成分差别很大。

不同的蛋白质浓度

该研究的第一作者克里斯蒂娜瓦尔库说:“看到离合器中的每个鸡蛋有多么不同是令人兴奋的,尽管生产它们的是同一个女性。”例如,当雌性日复一日产卵时,它们含有逐渐减少量的类胡萝卜素。类胡萝卜素是对胚胎发育和后代免疫很重要的抗氧化剂,但是鸟类不能合成它们并且必须从它们的饮食中获得它们。因此,存在蛋黄类胡萝卜素的能力可能受到富含类胡萝卜素的昆虫的丰富性的限制。来自后期产卵的具有较少类胡萝卜素的后代可能因此具有较弱的免疫防御。然而,较低的类胡萝卜素浓度伴随着防御和免疫蛋白浓度的增加。研究人员建议蓝雀女性可以调整蛋的蛋白质组学特征,以补偿其他昂贵或环境有限的成分中的较低水平。

蛋白质的其他功能类别也沿着产蛋序列而变化。例如,在离合器中早期产生的蛋具有相对较高水平的蛋白质参与代谢,细胞组分的生物发生以及组织和器官分化。研究人员认为,这可能允许从早期产蛋的后代到比其兄弟姐妹更为发达的阶段孵化。 “这可以解释为什么除了女性的社交伴侣之外,由男性生育的后代往往比他们的兄弟姐妹表现得更好。在蓝色的山雀中,这种额外的后代通常会从离合器开始时放置的鸡蛋孵化出来,”Bart Kempenaers解释道。领导了这项研究。作者认为,这一结果可能为母体效应的研究提供了令人兴奋的可能性,即母亲可以调整的现象 - 例如,通过卵子组成 - 其后代的特征与其遗传基因无关。他们说,由于其高可塑性,蛋蛋白质组具有很大的调节这种母体效应的潜力。

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