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【动物实验】-通过哺乳动物研究发现导致表型趋同进化的新机制

  趋同进化是进化生物学领域的研究热点,通常表现为不同物种针对相似栖息地制定的相同生存策略。因此,通常认为表型的收敛变化是适应性进化的结果。对趋同表型的分子机制的解释不仅为连接基因型和适应性表型提供了一种新途径,而且还使我们能够研究进化过程中基因的可预测和可再现程度。

  中国科学院昆明动物研究所的史鹏研究小组一直将哺乳动物回声定位作为研究模型,并利用分子进化理论和分析技术来研究这种复杂的趋同表型的发生。我们正在探索促进发展的内部分子机制。考虑到回声定位和听觉表现之间的密切关系,以前的研究表明,通过平行进化选择回声定位哺乳动物中的多个听觉基因,并且多个平行进化位点主要代表这些听觉基因。已经鉴定出与哺乳动物回声定位密切相关(Lietal.CurrBiol20(2):R55-56,2010; Liuet.al.PLoSOne6(10):e26618,2011)。为了进一步支持平行进化基因Prestin的功能实验,鉴定出的平行位点可以完全解释该基因在回声定位哺乳动物中的功能趋同现象(Liuetal.MolBiolEvol31(9):2415-2424、2014、 )。

  *近,进一步的研究表明,具有不同回声定位特性的蝙蝠,特别是在该物种的系统树中平行的FM蝙蝠,其prestin功能有所不同。与相对接近的恒定频率蝙蝠相比,FM Bat Prestin的功能显示出相同的趋势变化。这项研究的结果强烈支持导致功能发生相同趋势变化的场所不是趋同或平行演化的场所。决定性作用固定在FM蝙蝠祖先的分支中。多态性位点源自蝙蝠的共同祖先,并且多态性位点的固定化可能受自然选择的影响。该结果表明并非所有的收敛表型都是由经历了收敛或平行进化及其收敛或平行位点的基因引起的。同时,研究人员回忆说,在不同物种中,尤其是经历适应性辐射的物种,在推断和分析基因趋同或平行进化时必须小心区分不同的形成机制。

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