2022-03-06 07:50

花栗鼠和条纹鼠是如何得到它们可爱的条纹的

Oleksii Voro<em></em>nin via Wikimedia Commons // CC BY-SA 3.0

科学家表示,他们在花栗鼠和其他老鼠身上发现了条纹的基因来源。他们今天在杂志上发表了他们的发现。

尽管啮齿动物的条纹很可爱,但它们并不是装饰性的。就像美洲虎的玫瑰花结或花椒蛾的黑色翅膀一样,条纹的进化使它们的主人能够消失在周围的环境中。在很大程度上,我们了解了这些图案是如何产生的:有伪装标记的动物存活并繁殖,而没有伪装标记的动物则灭绝了。在更小的范围内,我们还有很多东西要学。

为了深入研究哺乳动物条纹的特定基因,一个国际科学家小组决定对四条纹草鼠()进行近距离观察。四条纹草鼠是一种生活在非洲南部的适应性很强的小型啮齿动物,每天都在咀嚼种子。

科学家们首先检查了每只老鼠身上形成条纹的毛发。他们发现了三种截然不同的毛发类型:浅色毛发,基部黑色,毛干无色;黑色的头发,从底部到顶端都是黑色的;和带状的毛发,黑色的基底和黄色的轴。所有这三种头发类型都在深条纹和浅条纹中被发现,尽管比例不同:深条纹的黑色头发更多,而浅条纹的头发大多是浅色的。

接下来,他们在实验室中培育草鼠幼仔,跟踪它们从胚胎到幼崽的皮肤和皮毛外观。他们发现,受精后仅19天,啮齿类动物皮毛的长度就开始发生变化,这些区域有一天会出现条纹。三天后,这些胚胎的皮肤开始变亮,这些地方也出现了浅色条纹的皮毛。出生时,幼鼠的皮毛在毛发长度和皮肤颜色上都有变化。两天后,它们特有的条纹清晰可见。

为了了解是什么导致了这些转变,研究人员扫描了这些啮齿动物发育过程中的所有四个阶段的基因组。他们发现,早在胚胎发育的第19天,一种名为“光纹”的基因就出现在胚胎背部的同一位置,也就是将来出现光纹的地方。

研究人员了解到,这对一种叫做小眼症相关转录因子(MITF)的色素细胞产生蛋白来说是一种恶霸。无论在哪里出现,色素的产生都会受到抑制,导致非常苍白的细胞,而这些细胞又会产生浅条纹。

此外,研究小组还发现,同样的机制——抑制MITF活动——也出现在同样条纹的东方花栗鼠身上()。虽然老鼠和花栗鼠都是啮齿动物家族的成员,但它们最后的共同祖先生活在大约7000万年前。两个截然不同的物种有着相似的条纹背景故事,这一事实向研究人员表明,这种有用的遗传技巧可能在哺乳动物家族树中进化了很多次——一种被称为趋同进化的现象。