💡这项突破是什么?
雄性才展现出红色的体色,而亚成体雄性通常也和雌性一样表现为蓝绿色。研究进一步发现,类固醇激素相关基因(SULT2B1和SRD5A2)可能作为上游调控总开关,影响两性异型色素的形成。值得注意的是,除了体色基因,研究还发现通讯感觉相关的基因,包括视觉、嗅觉等也发生了变化,这可能是与体色变异协同进化的结果。
基因流分析发现,关于过渡区GM种群的遗传构成,GN的贡献率约为80%, GD仅为20%,但有趣的是,体色变异相关的等位基因几乎没有从GN传播到GM和GD种群,整个基因组区域表现出极低的基因交流率,这表明这些体色变异等位基因在沙漠环境中具有特殊优势。通过计算发现GN种群中这些等位基因的分布频率很高,那么这些优势等位基因究竟给沙漠中生活的种群带来了哪些好处,使其能在种群中固定下来呢?
为了回答该问题,研究人员进一步通过行为学控制实验,从自然选择和性选择两个方面研究了体色两性异型对沙漠环境的适应性:在自然选择方面,视觉建模支持体色两性异型在沙漠环境中具有较高的伪装效果,能提高生存率;在性选择方面,雌性体色的鲜艳程度是衡量个体质量的重要指标,雄性对蓝色的雌性具有偏好性,而雄性竞争观察表明:体色越鲜艳的个体在雄性竞争中获胜的几率越大(图3),揭示自然选择和性选择的共同作用推动了具有潜在选择优势的体色变异基因在GN沙漠种群中的固定。
本项研究为蜥蜴体色两性异型的遗传基础和演化驱动力提供了新见解,同时也为跨学科多角度开展科学研究提供了新的范例。
相关研究成果以“Genetic basis and evolutionary forces of sexually dimorphic colour variation in a toad-headed agamid lizard”为题于2024年3月11日在线发表在国际分子进化领域顶刊Molecular Biology and Evolution。中国科学院成都生物研究所齐银研究员为通讯作者,吕彬副研究员为文章第一作者,已毕业博士研究生邱霞、杨伟钊研究员、博士后姚仲祎、马小峰研究员、硕士研究生邓顺艳、张琪和傅金钟研究员参与了此项研究工作。该项研究得到第二次青藏高原科学考察研究计划(2019QZKK0402)、国家自然科学基金(No. 31872233 、32170432)、中科院西部青年计划(2021XBZG_XBQNXZ_A_005)和四川省科技计划(No. 18YYJC0171;2020JDJQ0001)等项目支持。

图1 贵德沙蜥体色变异
图2 体色变异的遗传基础
图3 体色变异的进化驱动力



