Science：基因控制水黾进化

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<p align="center"><img src="http://www.bioon.com/biology/UploadFiles/201205/2012052215364823.jpg" alt="" width="280" height="191" border="0" /></p>
很多物种的雄性生物往往有美丽的翅膀、大的茸角或者昂贵的汽车。但是，水黾科动物并不进行求爱。取而代之的是这些在池塘中平稳滑行的动物，交配同时也是一场“摔跤比赛”，在“比赛”中，雄性水黾抓住雌性的头部并将其摔倒，同时雌性也试图将雄性扔出去。现在，研究人员研究了水黾科动物的进化过程，以找出最初雄性水黾如何拥有了这种能力。近日，该研究小组将研究报告在线发表于《科学》（<em>Science</em>）杂志上。

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通常，动物们会照顾后代，并且选择那些最好的保护者或善于筑巢者为配偶。但是加拿大多伦多大学进化生物学家Locke Rowe解释道：“在一些物种之中，雄性和雌性有相互竞争的爱好。”例如，在水黾中，双亲并不照顾后代。雌性的工作仅仅是产卵，雄性只是捐精子的一方。

而为了打赢这场性别之战，一些水黾科物种中的雄性逐渐进化有一套“精良的”钩子和尖刺，其形状正好与雌性的头部轮廓吻合——使它们能够紧紧抓牢雌性并进行交配。在这项新研究中，Rowe跟同事们发现，一种基因控制着这种进化改变。

测试出这种基因是控制进化带来的改变的基础是十分困难的，Rowe指出。观察野外物种的偏差无法证明这种基因的作用，同时果蝇这样的基因组实验室的“骨干”在自然界中也只是产生微乎其微的关于这一方面的信息。

于是，Rowe跟同事们选择了水黾作为研究对象，他们录制了有关该类昆虫交配的高速视频，然后使用扫描电子显微镜获取细节图片。

最后，研究人员扫描了昆虫的基因组，分析当它们的触角部进化出钩子和尖刺时哪个基因活跃（这一过程始于幼虫阶段）。研究发现一种名为“distal-less”的基因在这一进化过程中发生了作用。
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<img src="http://www.bioon.com/biology/UploadFiles/201205/2012052215393805.gif" alt="" width="113" height="149" border="0" hspace="0" />

<a title="" href="http://dx.doi.org/10.1126/science.1217258" target="_blank">doi:10.1126/science.1217258</a>
PMC:
PMID:

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<br/><strong>Function, Developmental Genetics, and Fitness Consequences of a Sexually Antagonistic Trait</strong><br/>


Abderrahman Khila1,2,3, Ehab Abouheif2, Locke Rowe1,*

Sexual conflict is thought to be a potent force driving the evolution of sexually dimorphic traits. In the water strider Rheumatobates rileyi, we show that elaborated traits on male antennae function to grasp resistant females during premating struggles. Using RNAinterference, we uncovered novel roles of the gene distal-less (dll) in generating these male-specific traits. Furthermore, graded reduction of the grasping traits resulted in a graded reductionof mating success in males, thus demonstrating both selection for elaboration of the traits and the role of dll in their evolution. By establishing developmental genetic tools in model systems where sexual selection and conflict areunderstood, we can begin to reveal how selection can exploit ancient developmental genes to enable the evolution of sexuallydimorphic traits.
<div> <br/>来源：中国科学报</div>
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