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单一基因开关帮助凤蝶拟态 — 等级 B1 — white and black butterfly perched on brown stem in close up photography during daytime

单一基因开关帮助凤蝶拟态CEFR B1

2025年12月31日

改编自 U. Chicago, Futurity CC BY 4.0

照片: Marta Costa, Unsplash

等级 B1 – 中级
3 分钟
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一项发表在PNAS的研究以凤蝶Papilio alphenor为对象,解释了单一基因如何控制拟态花纹。研究团队集中在一个名为doublesex的超基因上。通常超基因是邻近基因的组合,但在这类凤蝶中,doublesex单独发挥关键作用来控制花纹。

研究者使用基因组测序和包括CRISPR在内的实验工具,发现当doublesex与额外的顺式调控元件连锁后,它获得了改变基因启动方式的新功能。这些调控元件是靠近基因的非编码DNA片段,与doublesex蛋白共同影响翅纹表达。

结果显示,只有雌蝶发育出替代翅纹,在白斑上增加橙色斑点以模仿远缘的有毒物种,而雄蝶保持标准黑底白斑。研究由芝加哥大学的Nicholas VanKuren等人完成,资深作者为Marcus Kronforst,研究得到美国国立卫生研究院资助,消息由芝加哥大学通过Futurity公布。

难词

  • 拟态动物模仿其他物种外观
    拟态花纹
  • 超基因由邻近基因组成的基因片段
  • 顺式调控元件靠近基因调节表达的DNA片段
  • 非编码DNA片段不编码蛋白的DNA片段
  • 基因组测序测定生物全部DNA序列
  • 连锁两个或更多基因一起遗传
    连锁后
  • 翅纹昆虫翅膀上的色斑或图案
    翅纹表达, 替代翅纹
  • 模仿学着像别的生物外观或行为
  • 雌蝶性别为雌的蝴蝶个体

提示:在文章中将鼠标悬停、聚焦或轻触高亮词语,即可在阅读或听音频时快速查看简要释义。

讨论问题

  • 如果雌蝶通过模仿有毒物种获得保护,你认为这对它们生存有什么影响?请说明一两点。
  • 研究使用基因组测序和基因编辑工具,你觉得这些技术在动物研究中有哪些好处和可能的风险?
  • 了解基因如何控制外貌,对保护物种或公众教育可能有什么帮助?

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