科学家发现保留了9000万年的基因如何推动昆虫眼睛的进化

一个由安达卢西亚发展生物学中心(CABD)西班牙国家研究委员会(CSIC)组成的团队在分析了两种相隔9000万年的物种后,发现了昆虫眼睛的进化方式:黑腹果蝇(醋蝇)和条纹食蚜蝇(果酱蝇)。

尽管它们的进化轨迹不同,但两者都保留了一个完整的基因核心,这对于复眼的形成至关重要。

基因保守性和调控流动性

这项发表在PLOS Genetics上的研究确定了106个与眼睛发育相关的基因,其中包括22个转录因子,它们在胚胎发育过程中调控其他基因的表达。

  • 主要基因几乎保持不变。
  • 控制其激活的调控机制发生了深刻变化。
  • 这种现象被称为调控流动性,解释了进化如何在不改变基本功能的情况下重组基因网络。

研究员费尔南多·卡萨雷斯总结道:“构建眼睛的工具仍然相同,但使用它们的说明已经进化。”

对进化生物学的影响

这一发现表明,进化并不总是从零开始创造新结构,而是可以重用现有基因并修改其调控机制以产生适应性。这解释了昆虫如何在发展新物理特征的同时保持重要的感官功能。

黑腹果蝇和条纹食蚜蝇的比较使已知的与视觉相关的基因数量几乎增加了十倍,扩展了未来研究的可用目录。

los insectos
昆虫保留了一个对于眼睛形成至关重要的基因核心。

复眼及其重要性

复眼存在于地球上一些数量最多的动物群体中,如昆虫和甲壳类动物。理解其进化可以:

  • 解释生物多样性和视觉适应的巨大多样性。
  • 重建不同物种中负责眼睛发育的基因网络
  • 理解控制复杂器官形成的进化规则

新的研究方向

研究员托马斯·纳瓦罗指出,该研究为以下领域开辟了道路:

  • 分析其他动物群体中复杂器官的进化。
  • 理解数百万物种共享的基本生物过程的保守性
  • 探索进化如何平衡创新和基因稳定性。

这一发现证实了进化可以在不改变器官基本功能的情况下重组基因指令。

在9000万年间保留了一百多个基因,揭示了视觉在昆虫生存中的重要性,并为理解自然如何在创新和连续性之间保持微妙平衡提供了线索。

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