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利来国际娱乐诚指定网址·最新研究:萤火虫发光实为基因错误复制

作者:匿名 时间:2020-01-11 15:56:27

利来国际娱乐诚指定网址·最新研究:萤火虫发光实为基因错误复制

利来国际娱乐诚指定网址,美国萤火虫photinus pyralis发光求偶场景。

美日联合研究团队对萤火虫基因组的一项最新研究发现,萤火虫的发光能力其实是反复发生基因错误复制导致。这项研究由美国麻省理工大学怀海德研究所、康奈尔大学、日本基础生物学研究所、日本中部大学等单位合作完成,研究成果发布在10月16日科学杂志《elife》网络版上。

萤火虫由于腹部发光器带来的光芒,数千年前便受到人类的关注,衍生出各种萤火虫文化。近代科学发展,让人类对这个发光小生物有了更深的认识。科学家们普遍认为萤火虫发光是一种求偶的行为。

但根据美日科学家最新研究,萤火虫这项引人瞩目的求偶能力其实来自于远古祖先细胞分裂时,基因复制错误的结果。

森林中的萤火虫。摄影/james gould-bourn

萤火虫能够发光,是因为它的发光细胞中有荧光素和荧光素酶。研究团队分别对日本本土具有代表性的“平家萤”和在美国广泛分布的“photinus pyralis”两个品种,进行详细基因测序。

他们发现,萤火虫的荧光素酶基因和脂肪酸代谢酶基因很类似。这种脂肪酸代谢酶基因,为多种生物所共有。但萤火虫祖先体内细胞分裂进行一对一复制时,这种基因发生了复制错误。反复错误复制累积使这种脂肪酸代谢酶基因突变为荧光素酶基因。

萤火虫进化中发生错误基因复制的过程。图/日本基础生物学研究所

生物自体发光现象一直备受学界关注,研究成果多数来自于发光性甲虫,特别是萤科昆虫。科学家对萤火虫的自发萤光机制已经研究得比较清楚,其成果已被广泛应用在生物和医学领域,如作为一种基因标志物检测抗癌药物的疗效。

但是萤火虫的进化起源还有许多未解之谜。本次研究论文作者之一,日本中部大学副教授大场裕一表示,以这次研究为契机,可有望了解发光生物的进化历史。

日本中部大学应用生物学部,发光生物专家大场裕一副教授。

据悉,作为研究对象的两种萤火虫在1亿多年前就已经分化,说明它们的发光基因突变还在更早之前。

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