基因决定候鸟飞多远

每年约有五百亿只候鸟展开季节性迁徙。他们大概一天能飞行500公里,有些距离甚至能跨越两极。但他们怎么知道何时何处以及要飞多远?或许有些答案藏在基因里,但没人知道是哪个基因,还有该基因如何作用。现在,鸟类学家锁定其中一个基因,而且听起来有点怪-这基因的长度会影响飞行距离。“如果我们了解迁徙行为的遗传机制,就更可以回答迁徙是如何及为何演化出来。”加拿大研究鸟类迁徙的Chris Guglielmo说到,“我们或许还可以更了解气候变迁多短时间内会对迁徙行为造成影响。”

当迁徙的时刻将近,鸟类会将自己养胖,增加肌肉及脂肪;在晚上仍保持高活动量,以调整生物时钟适合在夜间飞行。

自1970年代起,德国的马克斯普朗克研究所的鸟类学家就开始追踪欧洲黑顶林莺(Sylvia atricapilla)。欧洲黑顶林莺是一种在欧洲常见的鸟类,冬天会往地中海迁徙。部分的黑顶林莺在最近几十年间,建立了新的渡冬所。研究人员想了解这改变背后的遗传机制。

为了要找到迁徙基因,马克斯普朗克研究所的Jakob Mueller,和西班牙马德里卡姆鲁滕斯大学的Francisco Pulido,研究了六个和鸟类夜间活动量有关的基因。

研究团队从俄罗斯西部,经过欧洲,南至非洲,共检测了14个族群。这些族群有不同的迁徙方向。举例来说,在维德角的族群从未离开家乡,而在俄罗斯的族群则会迁徙超过3500公里。马克斯普朗克研究所过去就有采集这些族群的血液样本,所以核酸分析易如反掌。

Mueller和Pulido发现,ADCYAP1这个基因和行为有些关连。这基因的不同版本,在末端有不同数量的两碱基重复;而这长度和鸟在夜间活动量呈现正相关。

Mueller说,夜间的高活动量显示鸟迫切的想要迁徙。相较于文静的个体,活动量高的个体,有较长的双碱基重复片段。就整个族群来看,倾向留在原本栖所的族群,有较短的基因片段;反之,迁徙的族群有较长的版本。这个基因会转译出一种脑内的多肽链,而这多肽链控制日周律动及能量应用,诸如提高体温、代谢率及消耗脂肪。诸般现象表示鸟准备迁徙。

然而,瑞典隆德大学的鸟类学家Staffan Bensch却不认为基因能更直接解释不同的迁徙行为。而Guglielmo认为这个结果显著,是初步支持的证据。

Mueller认为,ADCYAP1不会是唯一的调控因子,它只对迁徙行为占了3%的决定性。基因无法告诉我们完整的故事,环境因子也会影响迁徙。显然,我们对迁徙的基因研究只是刚起飞而已。

作者:是柚子呀,如若转载,请注明出处:https://eozlab.com/zirankexue/shengwu/2189.html