video: In this video, Alejandro Burga describes why evolutionary gene mutations led to the Galapagos cormorant's stubby wings that keep it grounded. This material relates to a paper that appeared in the June 2, 2017, issue of Science, published by AAAS. The paper, by A. Burga at University of California, Los Angeles in Los Angeles, CA, and colleagues was titled, "A genetic signature of the evolution of loss of flight in the Galapagos cormorant." view more
Credit: Nancy Williams for UCLA Health
新的研究指出，有若干基因可能与加拉帕戈斯鸬鹚（Galapagos cormorant）丧失飞行能力有关。有趣的是，这些基因与人类的某些骨病相关基因类似。丧失飞行能力的演化是自然界最常遭遇的肢体改变现象，达尔文曾经援引该现象作为支持自然选择的论据。他提出，失去飞行能力可能是正向选择演化的结果，目的是为了能有更大的形体；另一种情况是因为该物种没有捕猎它的动物而导致的松缓选择。为了更好地了解丧失飞行能力的基础性基因改变，Alejandro Burga等分析了加拉帕戈斯鸬鹚（又称不会飞的鸬鹚）和另外三种鸬鹚的基因组；加拉帕戈斯鸬鹚是鸬鹚中唯一不会飞的鸬鹚，因为它的翅膀发育不良。在加拉帕戈斯鸬鹚体内（但未见于其它品种的鸬鹚中），他们发现其富含与人类发育障碍有关的基因，其中包括那些影响肢体发育（如多指、并指及双重肢骨）的基因。这些疾病中有许多与纤毛（即细胞触须）产生异常有关。研究人员接着对这些基因中的2个（Ift122和 cux1）基因进行了研究，他们是分别通过在小鼠和线虫中对这些基因进行改编来进行研究的。在小鼠中，CUX1会破坏软骨细胞的分化（软骨细胞是骨骼生长必需的），而在线虫中，IFT122则会损害纤毛的功能。作者提出，这些基因所导致的骨骼和纤毛功能缺损可能是在加拉帕戈斯鸬鹚中正向选择的结果，因为翅膀变短会对其潜水有利，因为它能减少水对鸬鹚的浮力。由Kimberly L. Cooper撰写的《视角》更详细地讨论了这些发现。
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