加拉帕戈斯群岛鸬鹚是如何忘记飞翔的

加拉帕戈斯群岛鸬鹚是如何忘记飞翔的

鸬鹚外形独特,羽毛呈深色,是捕鱼高手,它们会潜入深海追捕猎物。世界上有 40 种鸬鹚,它们都是游泳高手,但只有一种——生活在偏远的加拉帕戈斯群岛——失去了飞翔的能力。

在周四发表在《科学》杂志上的一篇论文中,生物学家和遗传学家弄清楚了这只鸟搁浅的原因。

自达尔文时代以来,不会飞的鸟类一直是进化科学家着迷的源头。鸵鸟、鸸鹋、几维鸟和企鹅都曾被研究过它们缺乏飞行能力的原因,从羽毛到肌肉再到骨骼。但加拉帕戈斯鸬鹚让遗传学家有了一个独特的机会来研究不会飞的遗传根源。

加拉帕戈斯鸬鹚与会飞的鸬鹚最后一次拥有共同祖先是在两百万年前,从进化的角度来看,这是一个非常短的时间。相比之下,人类和黑猩猩最后一次拥有共同祖先的时间大约是七百万年前,甚至更早。鸵鸟和几维鸟在那之前数百万年就与会飞的近亲拥有共同祖先。加拉帕戈斯鸬鹚与其他(会飞的)物种之间的进化距离相对较短,这使得这些鸟类成为研究可能造成物种间身体差异的基因变化的理想候选对象。

在这篇新论文中,研究人员指出,当他们将不会飞的鸬鹚的基因组与三种会飞的物种进行比较时,发现在控制纤毛形成的基因周围存在明显的突变。纤毛是在从绿藻到人类的细胞上形成的微小结构。纤毛在不同生物体中具有不同的功能,但在鸬鹚和人类等脊椎动物中,纤毛的功能之一是调节骨骼发育。

“想象不会飞的鸬鹚的其中一种方式是想象长得过大的雏鸟,”首席研究作者亚历杭德罗·布尔加说。加拉帕戈斯鸬鹚的许多特征,包括短龙骨(胸骨的延伸)和小翅膀,都与鸬鹚的幼年阶段相似。与纤毛或骨骼生长相关的基因突变可能有助于以这种方式改变鸟类的骨骼结构。

加拉帕戈斯鸬鹚体型巨大,但翅膀较短。Caroline Duffie Judy

他们以同样的方式改变小鼠细胞和秀丽隐杆线虫(一种经常用于生物学研究的线虫)中的基因,以测试这些基因是否会显著改变纤毛。虽然这些微小蠕虫的纤毛与脊椎动物的纤毛功能截然不同,但研究人员发现,线虫和小鼠细胞中的纤毛发生了显著改变。

那么,为什么这种突变会在加拉帕戈斯群岛种群中持续存在呢?可能是因为食物充足,捕食者稀少,它们只是失去了飞行的需要。不会飞也许还帮助这些鸟将能量资源转向体型,或者让它们成为更好的游泳者,就像企鹅一样,能够潜入深海并进入竞争对手无法进入的捕鱼区。

“加拉帕戈斯鸬鹚是体型最大的鸬鹚,尽管翅膀最小,”布尔加说。“也许这是有益的。”

但他补充道,这不可能是这些因素的某种结合。他们可能既失去了飞行的需要,又从不飞行中获得了优势。这两种解释并不相互排斥。

Burga 和他的同事们仍有许多问题需要解答。“还有很多事情需要了解和理解,”Burga 说。“它是独一无二的,还是在不同鸟类中进化而来的?我们能找到在其他鸟类中受到影响的相同基因吗?这些突变是否是导致其他动物(包括灵长类动物)形态变化的原因?”

最后一个问题对于人类来说尤其有趣。人类有时会患上致命的骨骼纤毛病或与影响骨骼的纤毛发育相关的疾病。这不是一对一的比较,但更多地了解这些基因在其他动物中如何发挥作用,可能会让我们更好地了解它们在我们自己物种中的表现方式。

<<:  火星宜居时间可能比我们想象的要长

>>:  这颗遥远的行星比许多恒星都热

推荐阅读

全球出现“前所未有”的海洋温度和极端热浪

距离北半球夏季正式开始仅剩一天,但地球上部分地区已经感受到高温。英国和爱尔兰部分地区的海水温度比正常...

跳跃机器人向蚱蜢学习物理知识

值得称赞的是,蚱蜢在院子里和树枝间跳跃需要的专业知识比看上去要多得多。需要考虑的因素非常微小,例如发...

去!去! Bikuruzo:全面评估儿童动画的娱乐价值和教育价值

去!去! Bikuruzo - 一部描绘儿童冒险和成长的全新动画系列《Go! Go! Bikuruz...

T.P. Bon - 时间旅行冒险的吸引力和评论

全面审查并推荐T.P. Bon - 时间巡逻 Bon -概述《T.P. Bon - Time Pat...

世界电子游戏名人堂公布 2024 年入选者

世界上有很多很棒的电子游戏,但只有少数几款被认为足够重要,可以入选世界电子游戏名人堂。名人堂成立于 ...

在亚马逊上购买这款 EGO 庭院护理组合可节省 25%

随着我们进入秋季,您花了整个夏天精心修剪和打理的茂盛草坪仍然需要大量的爱护和照料。使用 EGO Po...

《此生无悔:为美好的世界献上祝福!2 OVA》的魅力与评价

《此生无悔:为美好的世界献上祝福!2 OVA》的魅力与评价《为美好的世界献上祝福!2 OVA》是 K...

如果你知道在哪里可以找到 Google 提供的免费电影和游戏

谷歌是那种“向墙上扔意大利面条”的公司之一。它一直在探索新的技术领域,无论是电影、游戏、云存储还是语...

观看山猫、熊甚至鸟类利用倒下的原木作为桥梁

对于生活在俄勒冈州西部森林中的动物来说,横跨溪流的原木就像是主干道。俄勒冈州立大学 (OSU) 的两...

经典棋盘游戏,可作为精美礼物

棋盘游戏为朋友和家人带来经典乐趣。如今,许多公司生产豪华版、周年纪念版或其他特殊活动版游戏。它们通常...

Linode:最好的美国VPS推荐

Linode(发音为“lin-node”)是一家成立于2003年的美国云计算服务商,专注于为个人用户...

Belkin 的黑色星期五优惠为新设备提供电力和保护

每年这个时候,您都会浏览无数的电子升级和附加组件。当您以优惠的价格购买所有最新设备时(请查看我们的黑...

如何选择最好的智能音箱

所以你决定用智能音箱升级你的家。这对你来说很好。但如果你认为这只是选择你喜欢的亚马逊 Echo 的问...

LUNEX:另一种前往月球的方式

在美国成立航天局之前,空军一直在研究如何将人类送上月球。自 1958 年苏联发射人造卫星以来,美国空...

白天的惊魂 —— 这部描写白天怪兽们幽默日常生活的动画,其魅力何在?

《正午的惊魂》:讲述惊魂怪兽日常生活的新型动画《正午的震惊》是2022年开始线上播出的新型动画,以...