2019-08-15 00:04:01
其分子机制快速进化的新发现

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新物种产生的机制仍未完全了解。推动新物种进化的进化过程是什么?进化生物学家传统上认为动物种群之间的地理障碍起着决定性的作用(异域物种形成):物种被物理分离成两个或多个孤立的种群,从而阻止这些群体之间的基因流动。亚种群适应各自的栖息地,演变成具有不同特征的独立物种。然而,近年来,来自康斯坦茨大学的进化生物学家Axel Meyer教授不仅能够证明新物种可以从共同栖息地内的源群体和基因流动(同种物种形成)中进化,而且这种类型的物种形成可能比以前想象的要普遍得多。他的实验室正在研究促进同域物种形成的生态和遗传机制。在最近出版的科学期刊分子生物学和进化论文中,Axel Meyer和他的同事Paolo Franchini,Peiwen Xiong,Carmelo Fruciano,Ralf Schneider,Joost Woltering和Darrin Hulsey确定了一种基因开关microRNA的决定性作用。同情物种形成。

慈鲷的快速进化

由Axel Meyer领导的研究人员分析了来自尼加拉瓜火山口湖泊的Midas慈鲷鱼作为他们研究中的模型系统。慈鲷因其以极快的速度适应新环境并形成新物种的能力而闻名。新的鱼类来自尼加拉瓜大湖中的种群,但在殖民几个非常小而年轻的火山口湖后,它们适应了新的生态位,进化出新的特征(例如更长的身体或不同的下颚)并进化在不到22000年的时间内进入各种新物种。这些Midas慈鲷的另一个显着特征是它们通过适应其小火山口湖泊内的不同生态位,在同一种群中进化成不同的物种,有时是重复的。因此,尼加拉瓜的Midas cichlids是同名物种形成的最着名的例子之一。在这么短的时间内,新的突变很可能不会发生。这使得找到了一种分子机制,可以带来不同的身体形状,适应性,从而产生如此困难和有趣的独特生态位。微小RNA的进化和它们调节基因表达的新靶位点提供了一种潜在的分子机制,可以带来非常快速的进化变化,极其年轻的物种之间几乎没有遗传差异。

微小RNA

来自康斯坦茨的生物学家对火山口湖泊Apoyo和Xiloá的5种Midas慈鲷进行了遗传分析。在这里,他们特别关注所谓的microRNA-一种对基因表达具有调节作用的非编码核糖核酸的功能。研究人员发现,在鱼体形成阶段孵化后一天,幼鱼的microRNA活性增加。他们分析了microRNA和基因表达之间的相互作用,确定了特定的microRNA对和相互影响的基因。 microRNA抑制靶基因的表达,因此对它们具有调节作用:特定microRNA的活性越高,靶基因被抑制或“关闭”的效率越高。 “我们的研究结果提供了强有力的证据,表明极快进化的microRNA调控有助于Midas慈鲷的快速同源物种形成,”Paolo Franchini说。

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