蝴蝶如何择偶：基因决定偏好

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• 通过杂交从H.melpomene转移到H. timareta的基因regucalcin1，是导致这两种物种的雄性都偏爱具有红色图案的雌性的原因。
  

• 因此，研究人员表明杂交在行为进化中可以起到作用。

热带Heliconius蝴蝶以翅膀上鲜艳的图案而闻名。这些引人注目的颜色图案不仅吓跑了捕食者——蝴蝶是有毒的，且对鸟类来说味道不好——而且在选择配偶时也是重要的信号。由慕尼黑工业大学进化生物学家Richard Merrill领导的一个研究团队，与波哥大（哥伦比亚）罗萨里奥大学和史密森尼热带研究所（巴拿马）的研究人员合作，现已利用各种Heliconius物种的警戒图案多样性，研究了这些偏好的遗传基础。在这个过程中，科学家们在《科学》杂志上报告称，他们首次在动物中发现了直接关联到视觉引导行为进化变化的基因。

为了进行研究，研究人员进行了数百次行为实验，以研究哥伦比亚三种Heliconius物种的交配偏好：Heliconius melpomene和Heliconius timareta，这两种的前翅上都有一条鲜亮的红色条纹，而Heliconius cydno的前翅上则有一条白色条纹。他们发现，所有三个物种的雄性都偏爱与自己相似的伴侣，而这两种血缘关系较远的红色物种在偏好上并无差异。

通过基因组分析，研究人员证明了对红色雌性的偏好与这两个红色物种杂交导致的遗传物质共享的基因组区域有关。“我们成功地将regucalcin1确定为控制这些蝴蝶视觉偏好的关键基因，”在梅里尔实验室与博士生候选人亚历山大·豪斯曼一起研究蝴蝶的马泰奥·罗西说。“如果regucalcin1被沉默，它会损害对同种雌性的求偶行为，证明了基因与行为之间的直接联系，”罗西解释道。

通过杂交进行的遗传交流

科学家的进一步分析表明，regucalcin1在进化史的某个时刻从H. melpomene转移到了H. timareta。

“我们早就知道红色图案基因是通过杂交从一个物种引入另一个物种的，并怀疑相应的偏好也是如此。最后能够证明这一点并确定具体的基因，真是令人兴奋，”罗萨里奥大学生物学系主任、本文的主要作者之一卡罗莱纳·帕尔多-迪亚兹说。多亏了regucalcin1，红色雌性的吸引力以及因此H. timareta的繁殖成功率都得到了提高。

“在自然界中，当动物选择交配对象时，我们可以看到周围存在视觉偏好的差异。通过我们的研究结果，我们首次建立了特定视觉偏好与特定基因之间的直接联系，并证明了杂交在这些行为进化中可以发挥重要作用，”梅里尔强调说。