科學家解開杜鵑雀擬態卵遺傳學之謎：或是“雙刃劍”

當許多人準備拆開他們的復活節彩蛋時，科學家已經破解了自然界中最大的刑事案件之一，即一個醞釀了兩百萬年的蛋造假丑聞。他們的調查結果表明，這種欺詐行為的受害者現在可能已占據上風。

在世界各地，許多鳥類通過在其他物種的巢中產卵來逃避為人父母的代價。這種被稱為“親子寄生”的生活方式雖然有很多優勢，但也帶來一些挑戰，比如如何說服其他物種接受外來的卵子。許多育雛寄生蟲通過模仿寄主卵的顏色和圖案來達到這一目的。

那么，一種寄生鳥類如何同時模仿幾種不同鳥類的卵來誘騙它們撫養其后代的?盡管不同宿主飼養的鳥類之間進行了雜交，但這些偽造者又是如何將這種能力傳遞給它們的后代?

這些問題困擾了科學家們一個多世紀。現在由劍橋大學動物學系和開普敦大學菲茨帕特里克非洲鳥類研究所的Claire Spottiswoode教授領導的一個國際團隊，與波士頓大學的Michael Sorenson教授合作，通過基因研究解開了這一謎團，相關成果近日發表于美國《國家科學院院刊》。

科學家們集中研究了杜鵑雀擬態卵的遺傳學。杜鵑雀是一種采用育雛寄生生活方式的物種。研究表明，雌性杜鵑雀通過雌性特有的W染色體(類似于人類雄性特有的Y染色體)，從母親那里繼承了模仿宿主卵子外觀的能力。

這種“母性遺傳”讓杜鵑雀避免了從不同宿主的父親那里繼承錯誤擬態基因的風險，也讓不同血統的杜鵑雀雌性進化出幾種不同宿主的特別擬態卵子。這種模仿欺騙了寄主父母，讓他們把寄生蛋當成自己的，而不是將其扔出巢穴

但研究人員認為，這種長期建立的母系遺傳“遺傳結構”可能是一把“雙刃劍”。雖然母系遺傳使杜鵑雀能夠利用多個宿主物種，但隨著宿主進化出新的防御能力，這可能會減緩它們進化出反適應的能力。

現場數據收集于贊比亞南部的一個研究地點，這個地區的杜鵑雀欺騙了4種不同的草鶯，造成了毀滅性的影響:如果寄主父母沒有發現并移除巢穴中的寄生蛋，年幼的杜鵑雀通常會打敗寄主自己的幼雛，幼雛很快就會餓死。

研究小組從屬于4種草鶯的141個巢中收集了196只杜鵑雀的DNA樣本，并通過對它們基因組中的數千個短片段進行測序。

在對偽造者的反擊中，草鶯已經成為了熟練的質量控制者，它們會拒絕與自己顏色和圖案不同的蛋。這4種鶯都進化出了在自己的蛋上留下獨特“特征”的能力，以增強對入侵者的識別。例如，側面呈茶色的鷦鶯產卵時，會在藍色、白色、紅色或橄欖綠的背景上覆蓋各種圖案。

研究人員認為，杜鵑雀現在面臨著一場艱苦的斗爭，因為它們無法重新組合由各自的家族進化而來的不同偽造特征。例如，兩種不同血統的杜鵑雀的母親進化出的蛋要么是藍色的，要么是紅色的，但沒有證據表明，它們能夠創造出精確的色素混合物，從而產生一些雌性宿主能夠產生的橄欖綠卵。

在之前的一項研究中，Spottiswoode發現，鷦鶯寄主所產的卵越來越多呈橄欖綠，這表明這是加速進化反擊的一部分。不出所料，研究小組發現，這些宿主鳥通過一種不同于杜鵑雀的遺傳過程(雙親遺傳)，將它們的反欺詐“蛋簽名”能力遺傳下來。(作者：李木子)

標簽： 杜鵑雀擬態卵 遺傳過程 遺傳結構 母系遺傳