據(jù)法國國家科學研究中心近日消息，法國艾克斯-馬賽大學發(fā)育生物學家提出了新的遺傳模型，解釋了動物多樣的彩色“紋身”在物種進化過程中是如何形成和變化的。研究人員針對果蠅翅膀上的多樣黑色斑點，通過追蹤果蠅基因的歷史變化，獲得了控制其翅膀黑斑的遺傳模型，該模型可從基因水平解釋動物“紋身”的形成機制。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在近日出版的《科學》雜志上。
自然界中，從斑馬的黑白斑紋，到小丑魚橘紅和白色相間的環(huán)帶，再到蝴蝶色彩斑斕的翅膀，動物身上裝飾著極為多樣的彩色圖案。此前的研究表明，這些獨特的“紋身”對動物的生存和繁衍都極為關(guān)鍵。
動物的形態(tài)、身上的斑紋是由其在胚胎發(fā)育過程中基因的表達所形成的。這些基因如同建筑工地上分工不同的隊伍，有的基因是“建筑師”，負責“筑起”器官和軀干；有些基因則是“畫家”“木匠”等“手藝人”。要闡明動物不同斑紋是如何形成和變化的，其關(guān)鍵就在于探明這些不同功能的基因在動物胚胎發(fā)育過程中彼此間的關(guān)系，以及基因在物種進化過程中的變化情況。
研究人員針對雄性果蠅翅膀上的黑斑，對不同種類及不同年代的果蠅基因進行了對照研究。結(jié)果表明，負責產(chǎn)生黑色素的“畫家”基因序列在進化過程中發(fā)生了某種變化，開始對“建造”果蠅翅膀的“建筑師”基因格外敏感，接受“建筑師”的誘導并在翅膀上“潑墨作畫”。與以往的認識不同，研究人員發(fā)現(xiàn)，果蠅翅膀上出現(xiàn)黑斑這一新的形態(tài)進化并非因為新的基因出現(xiàn)，而是現(xiàn)存基因間產(chǎn)生了新的相互作用。
出現(xiàn)黑斑這一變化出現(xiàn)在數(shù)億年前，此后這一變異進入了第二個進化階段，不同種類果蠅翅膀上的黑斑變得多樣和獨特。而黑斑圖案的多樣性也并非因“畫家”基因產(chǎn)生了突變，而是由于“建筑師”基因在不同空間分布上表達的結(jié)果。
果蠅翅膀黑斑從最初出現(xiàn)到其后多樣化的演變，這兩個進化都并非源自產(chǎn)生了新的基因突變?；蛑g建立起新的相互關(guān)系及其在不同空間位置上的表達，為動物穿上了新的飾衣，這些“紋身”或美麗奪目，或用于偽裝，抑或恐怖駭人，而我們從基因水平上了解了其真正的“畫作者”。