鸟儿为什么这样红?为什么这额~样昂昂昂~红……
2016/5/23 果壳网

     在很多小鸟眼中,鲜艳的红色是魅力的代名词,它在鸟类社交和伴侣选择过程中起到了关键的作用。在挑选另一半时,很多雌性鸟类都会偏好那些羽毛或鸟喙颜色更鲜红的雄性

    

     也就是说,在鸟儿们眼中愤怒的小红鸟其实是个大帅哥?图片来自:The Angry Birds Movie

     鸟儿是如何披上红装的呢?在此之前,科学家们已经知道,鸟类羽毛、皮肤中的红色和黄色都来自从食物中摄取的类胡萝卜素。不过要想形成红色,还需要在鸟类体内经过某种酶的代谢才行。色素的分子结构与颜色密切相关,酶把黄色调的类胡萝卜素氧化,就形成了红色的酮基类胡萝卜素

    

     通过代谢,黄色的类胡萝卜素转化为红色调的酮基类胡萝卜素。三文鱼里的虾青素也属于酮基类胡萝卜素。图片来自参考文献1

     不过在此之前,这个过程究竟是由什么基因控制、由什么酶来执行还都是未知数。而现在,发表在《当代生物学》(Current Biology)期刊上的两项新研究揭开了鸟儿红色羽毛背后的秘密。两组研究者分别独立发现了让小鸟变红的关键代谢酶,和它背后的基因。

    

    

     火烈鸟的红色来自鱼虾。如果吃不好,就会呈现一副打印机没墨的状态……供不起鱼虾的动物园往往会补充胡萝卜素来“装点门面”,也是有用的。

     在两篇论文中,研究者们都将红色与黄色的鸟类个体进行了对比。其中一个研究团队关注的是红色与黄色的金丝雀。20世纪20年代,金丝雀爱好者将黄色金丝雀(Serinus canaria)与黑头红金翅(red siskins, Spinus cucullata)杂交,该杂交后代与黄色金丝雀回交,由此得到了红色的金丝雀品种(red-factor canaries)。研究者们将它们分别进行全基因组测序,并进行对比,结果锁定了两个与红色羽毛有关的基因区域:其中一个含有CYP2J19这种代谢酶的相关基因,而另一个则含有与表皮分化有关的控制基因

     CYP2J19属于细胞色素P450代谢酶家族,这个家族的酶多分布于肝脏,它们参与了包括药物、毒物在内很多物质的代谢过程。

    

     红色金丝雀的培育过程。图片来自:参考文献1

     另外一项研究也证实CYP2J19代谢酶是鸟儿变红过程中关键的一环。这个研究团队对不同品种的斑胸草雀(Taeniopygia guttata)进行了研究:那些野生型的个体有着红红的喙和脚爪,而一个家养品种却是黄色的嘴。分析结果显示,它们的差异也出在CYP2J19的表达上。由于第8号染色体上CYP酶基因簇的突变,黄嘴的个体在鸟喙组织中无法表达CYP2J19酶。

     由此看来,CYP2J19酶确实是让鸟儿变红的关键所在。

    

     红嘴(左)与黄嘴(右)斑胸草雀的差别:前者在视网膜和鸟喙处均表达CYP2J19代谢酶,而黄嘴的个体在鸟喙中却缺乏这种酶。图片来自:参考文献2

     除了皮肤和羽毛,视网膜也是酮基类胡萝卜素沉积的主要部位。大多数鸟类的视网膜视锥细胞其实都可以生成酮基类胡萝卜素,然而并不是所有鸟类有红色的羽毛或者皮肤。科学家推测,这些鸟类其实都有潜在的产生红色羽毛的能力,然而由于CYP2J19酶在不同组织中的表达调节差异,最终导致了体色的多样性。

     一直以来,科学家们都认为鸟儿身上鲜艳的红色是传递给同伴的一种“信息”,它诚实地透露着鸟儿的身体状况:颜色艳丽,也就意味着身体健康、营养有保障。而现在,给小鸟披上红衣的关键代谢酶被发现,围绕这种酶展开研究,也能帮助人们更好地理解小鸟们为何对红色如此青睐。(编辑:窗敲雨)

     一个强行科普:或许你会好奇,人能不能把吃下去的类胡萝卜素变成自己的色彩?某种意义上说其实是能的……如果一次性吃了很多富含胡萝卜素的食物,你可能会遭遇一种名叫“胡萝卜素血症”的情况,皮肤都被暂时染上黄色。不过别担心,这种情况并没有什么危险。

    

     一个AI

     同理,我们可以让你去和一个勤劳勇敢聪慧的人类去繁育后代,从后代里选育出一个优秀品系,再拿来和你的基因作对比,就会发现

     ——你又笨又懒又废柴是你这个人的问题,这锅基因和表达都不背。

     果壳网ID:Guokr42中二病究竟有没有得治?密集恐惧症真的“只是矫情”?不相干的东西严丝合缝拼在一起就觉得爽,是强迫症吗?你有病?没事~ 果壳有药呀!

    本文来自果壳网,谢绝转载如有需要请联系sns@guokr.com

    

    

    http://www.duyihua.cn
返回 果壳网 返回首页 返回百拇医药