科学家发现决定蝴蝶性别发育的遗传机制

捷克科学院生物中心的科学家与利物浦大学合作，发现了决定双环蝴蝶个体成为雄性还是雌性的遗传机制。他们还发现，如果具有相同性别决定基因变体的个体交配，胚胎将无法存活。这可能会对遗传变异较低的小型蝴蝶种群产生严重后果，因为交配发生在相关个体之间。

这是科学家第一次在蝴蝶中描述这种机制，令人惊讶的是，它与蜜蜂中的类似机制相似。这一发现发表在《科学进展》杂志上。

斜视灌木棕色Bicyclusanynana原产于非洲大陆。它经常用于遗传学研究，部分原因是它能够快速繁殖并且在实验室条件下相对容易繁殖，而且它的整个基因组已经被测序。

CAS生物中心ArjenVan'tHof领导的昆虫学家和国际合作者团队揭示，这种蝴蝶的性别是由Masculinizer基因变体的不同组合调节的。单一变异导致女性发育，两种不同变异导致男性发育。

当两个相同的Masculinizer变体结合在一起时，蝴蝶会在胚胎状态下死亡，但这在自然种群中非常罕见，因为发现了大量不同的变体。在由于近亲繁殖导致遗传变异减少而急剧下降的种群中，出现两个相同变异导致胚胎死亡的可能性要高得多。

许多蝴蝶物种数量急剧减少，如果其他物种确实具有与Bicyclusanynana相同的机制，则可能会对极度濒危物种产生严重后果。

这种性别决定机制是在蝴蝶中首次发现的，令人惊讶的是，它与属于不同昆虫类群的蜜蜂比属于同一昆虫目的蚕更相似。相同的机制在Bicyclusanynana和蜜蜂中独立进化，这使其成为趋同进化的明显例子。

蝴蝶和蜜蜂性别决定机制的趋同进化。两者的基因中都含有一个控制性别决定的高变区(HVR)。图片来源：ArjenVan'tHof和JanSula，CAS生物中心

已发现的决定性别的遗传机制

发育成两种不同性别是最重要的生物学特征之一，但尽管很重要，但大多数物种的潜在遗传机制尚未被发现。造成如此多的未知的主要原因是其机制极其多样化。

鳞翅目是由蝴蝶和飞蛾组成的大型昆虫类群，具有W和Z性染色体，而不是X和Y。雌性通常有一条W和一条Z染色体，雄性有两条Z染色体。有些物种的性别是由W染色体决定的，但也有一些物种的雌性没有W染色体。

研究人员说：“这些物种具有不同的性别决定机制，目前尚不清楚。我们在Bicyclusanynana中发现的机制与早期在家蚕Bombyxmori中发现的W染色体依赖性机制非常不同。”

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