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果蝇赢得了与竞争对手的基因竞争

导读多亏了查尔斯达尔文,科学家们在160多年的时间里接受了自然选择作为进化的驱动力。但是辛辛那提大学的生物学家米哈尔波拉克说,达尔文的书

多亏了查尔斯达尔文,科学家们在160多年的时间里接受了自然选择作为进化的驱动力。

但是辛辛那提大学的生物学家米哈尔波拉克说,达尔文的书《人的后裔》只讲述了部分故事。有时候,当胜利者战胜了他的性对手,将基因传给下一代的追求才刚刚开始。

根据刊登在杂志上的加州大学关于当代生物学的一项新研究,雄性果实最令人印象深刻。苍蝇也有超级精子,可以在交配后受精领域赢得比赛。

加州大学研究了双头果蝇,一种来自南太平洋的小红眼果蝇。雄性前肢有独特的“性梳”,深色的鬃毛让雌性果蝇看起来很有魅力,就像雄性孔雀的色斑链一样。科学家此前发现,雌蝇更喜欢梳得更结实的雄蝇,雄蝇会在交配前用梳子抓住雌蝇的腹部。

加州大学的研究人员发现,即使在雌性与其他苍蝇交配后,最令人印象深刻的性交也与雄性基因竞争的成功密切相关。而且,即使在UC实验中通过高精度激光手术切除男性性梳后,这种竞争优势依然存在。

“这是传统达尔文特征和交配后性竞争成功之间的遗传关系的第一个有力证明。”波拉克说。“这是一个惊人的联系:交配前和交配后的健身。”

达尔文在1859年的开创性著作《物种起源》中,通过描述“最合适”的动物如何将基因传给下一代,构建了自然选择的思想。这种适应性的特点是鹿角最大,颜色最鲜艳或有保卫领地的活力。

波拉克说,但达尔文的理论是不完整的,因为它没有意识到性别选择在交配期间和交配后仍在继续。雌性果蝇是混血儿,经常选择多个伴侣。在这方面,果蝇并不孤单。

波拉克说:“与动物相比,滥交在动物物种中更为常见。”

生活在原始而适宜的维多利亚时代英格兰的科学家们没有充分考虑微受精种族,这是在几个成功的追求者交配后开始的。

波拉克说:“你必须考虑达尔文的社会环境。”

波拉克说,女性从与多个追求者交配中获得什么好处并不总是很清楚。但当它们这样做时,交配后的性选择提供了竞争优势。

“即使在灵长类动物中,这也是显而易见的。雌性黑猩猩与bo黑猩猩混合在一起,所以雄性有大量的睾丸,可以产生大量的精子,”波拉克说。

“有像大猩猩这样的物种,雌性是不混合的。银发男子被迫实行一夫一妻制。此外,与黑猩猩相比,它们的睾丸比身体尺寸小得多。”

Polak说,如果你想知道,人类睾丸的相对大小介于大猩猩和黑猩猩之间。

加州大学文理学院生物学教授波拉克在澳大利亚昆士兰州进行实地考察后,决定研究这种果蝇。

“我看着这些苍蝇在水果上交配。在显微镜下看,我看到了这些漂亮的性梳。我认为这将是一个很好的研究模型系统,”波拉克说。

他说:“性选择激发了这些特征,而这些特征被夸大了。”

在他们的研究中,加州大学的生物学家从11只连续的果蝇中手动选择性别梳最大和最小的雄性,以创建高和低的遗传系。

2012年至2015年,卡西胡克在波拉克实验室工作时,她是生物专业的本科生。这项艰巨的任务是根据腿上性梳的大小对几代雄性果蝇进行分类。通过计算每把梳子上的牙齿数量,她将性别最大和最小的雄性梳子分开,形成了一个独特的基因系。

为了证明雄性黑腹果蝇的性梳对交配没有生殖影响,研究人员用超精密激光修剪高线雄性果蝇的性梳,模仿低线雄性果蝇的性交。然而,即使雌性先与劣等雄性交配,这些雄性在手术后继续使其卵子受精。

这项研究得到了美国国家科学基金会的支持。

加州大学助理教授约书亚贝努瓦是这项研究的合著者。他分析了果蝇的RNA并鉴定了精液基因,这可能为高品系雄性提供了受精优势。

贝努瓦说,“没有多少研究比这更有趣了。”“性、激光和男子比赛可以形容80年代的大部分动作片。”

波兰说,达尔文提出性选择理论是为了解释男性武器的进化和奢侈装饰的展示。但是加州大学的研究发现,男女之间的斗争更加复杂和有趣。

波拉克说:“我们在达尔文的特征和交配后的阶段之间建立了联系,达尔文根本不承认这对进化至关重要。

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