【兩種蜂長很像,嗅覺受器不一樣】
終於可以來寫這個惹。同一物種的分家、新物種形成,是重要的演化議題。這個論文調查兩種有接觸機會的蘭花蜂,發現它們之所以不太會情慾交流,與費洛蒙有關。
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兩種蘭花蜂(orchid bees)住在中美洲,一種叫 Euglossa dilemma,另一種叫 Euglossa viridissima,為求簡單,之後就簡稱為 D蜂和 V蜂。
D蜂住在中美洲比較南方之處(圖中藍色勢力),V蜂住的比較北方(圖中綠色勢力),不過中間兩種都有。論文定序 232 位男生的基因組,發現 D蜂遺傳上可以分為兩大祖源,V 蜂則是由其中一群衍生而成的新物種。兩者分家估計有 15 萬年。
蘭花蜂由環境中取得原料,生產費洛蒙,以氣味交流。論文用汽相層析—質譜儀(GC-MS),蒐集 384 位男生的費洛蒙,發現有兩種費洛蒙差異最明顯。
一種費洛蒙 HNDB(2-hydroxy-6-nona-1,3-dienyl-benzaldehyde)只有 D蜂在用,另一種 L97(linoleic acid lactone-derivative)則是專屬於 V蜂。也就是說,兩種蘭花蜂,各自有一種自己物種專用的費洛蒙。
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比較兩種蘭花蜂整個基因組的差異,論文發現有些遺傳變異,只存在於一種,不太存在另一種;這可能是導致它們差異的來源。
有意思的是,所有差異明顯區域的基因,都屬於嗅覺受器(olfactory receptor,簡稱 OR);總共 18 個,D蜂有 14 個,V蜂 4 個。
昆蟲的味覺受器 OR,一大作用是接收費洛蒙起反應。這批基因中,OR41 的差異最明顯,V 蜂的 OR41 應該是祖先款,D 蜂的是衍生款;兩者間在 DNA 層次上有 19 處差異,高達 17 處差異會導致氨基酸改變,所以兩種蘭花蜂的 OR41 基因差別不小。
各位看得懂 dN/dS 這個數值的話,V蜂的 OR41 是 0.3,D蜂高達 16.1,實在是非常高,意謂此一基因在 D蜂的新突變,有不少被保留下來。
論文想要了解 OR41 實際的功能,於是用果蠅當材料測試。結果 V蜂版 OR41 辨識分子時,並沒有對哪種成分有專一性;相對地,D蜂版 OR41 對 HNDB 非常敏感。
如前所述,HNDB 是專屬於 D蜂,V蜂沒有的費洛蒙。D蜂衍生版的 OR41 對 HNDB 特別敏感,看來是 D蜂與 V蜂差異明顯的分化。
論文推論,此一基因的差異,會影響兩種蘭花蜂的情慾交流,是導致兩者分家的關鍵。
這邊有點可惜的是,論文沒有釐清 D蜂衍生版 OR41 的演化史。假如它誕生的年代比兩種蜂分家更古早,它就有可能是導致物種分化,D蜂從 V蜂家族中脫離的起因;若是它在兩者分家以後才逐漸形成,就與物種分化無關,而是維持兩者保持分家,不再融合的因素之一。
不過,還是個很有意思的物種分化研究,大家拍拍手 👏👏
論文:
https://www.nature.com/articles/s41467-019-14162-6
新聞稿:
https://www.eurekalert.org/pub_releases/…/uoc-\-\asg011320.php
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