埃克塞特大学(University of Exeter)领导的一个研究小组在迁徙昆虫飞越山口时捕获它们,并对它们的活跃基因进行测序,以确定哪些基因决定了它们的迁徙行为。
然后将这些遗传信息与非迁徙的夏食蚜蝇进行比较。
该研究的主要作者、康沃尔郡埃克塞特彭林校区生态与保护中心的托比·多伊尔说:“我们发现了1543种活动水平不同的基因。”
“真正让我们震惊的是这些基因发挥的显著作用范围。
“迁徙需要精力充沛,所以找到新陈代谢的基因并不奇怪,但我们也发现了在肌肉结构和功能、生理荷尔蒙调节、免疫、抗压力、飞行和进食行为、感官感知和延长寿命方面发挥作用的基因。”
每年秋天,数以亿计的食蚜蝇离开北欧,向南长途迁徙。
他们的旅程带着他们穿过比利牛斯山脉,在那里他们聚集在高高的山口。
卡尔·沃顿博士说:“这是一个令人惊叹的景象,成千上万的人络绎不绝地穿过30米高的隘口。”
当研究人员开始按功能排序这些基因时,他们发现一组基因同时被激活:长寿的胰岛素信号,免疫的途径,以及那些导致章鱼胺产生的基因,章鱼胺相当于昆虫的战斗或逃跑激素肾上腺素,用于长途飞行。
沃顿博士说:“这些路径已经融入到迁徙的食蝇中,并通过进化进行了修改,以允许长距离的移动。”
这项工作提供了一个强大的基因组资源和理论框架,以指导未来的研究迁移的进化。
沃顿博士补充道:“这是一个令人兴奋的研究迁徙基因的时代。
“我们的研究已经表明,有几个基因以前与蝴蝶的迁徙有关,这表明存在一种共同的‘迁徙基因包’,控制着多种动物的迁徙。”
Journal Reference:
Toby Doyle, Eva Jimenez‐Guri, Will L. S. Hawkes, Richard Massy, Federica Mantica, Jon permanyer, Luca Cozzuto, Toni Hermoso pulido, Tobias Baril, Alex Hayward, Manuel Irimia, Jason W. Chapman, Chris Bass, Karl R. Wotton. Genome‐wide transcriptomic changes reveal the genetic pathways involved in insect migration. Molecular Ecology, 2022; DOI: 10.1111/mec.16588