根据巴斯大学米尔纳进化中心领导的一项研究,有多种性伴侣关系的鸟类物种的破坏性突变较少。这项发表在《进化论》上的研究提供了第一个证据,证明一夫多妻制如何提高了野生种群的自然选择效率。
当研究小组首次对一夫多妻制的红颈笛鲷的基因组进行测序时,他们发现它们携带的有害突变较少。
大多数鸟类在每个交配季节与一个单独的配偶形成联系,而某些物种如天鹅或雁则是终身交配。
(资料图)
相比之下,一些鸟类物种是一夫多妻制,每个繁殖季节有几个伴侣,然而,目前还不清楚为什么它们会进化出不同的交配系统。
巴斯领导的一个国际科学家小组分析了150种鸟类的基因组,这些鸟类横跨所有主要鸟类家族,来自世界各地,包括首次测序的六个物种。
通过计算从个体的母亲和父亲继承的基因之间的差异(称为杂合度),他们能够估计每个物种的遗传多样性水平。
他们还研究了每个物种中基因突变的频率,以及这些突变是否改变了它们所编码的蛋白质的序列或"沉默"。前者被称为非同义词多态性,通常对个体有害,而沉默的突变通常是无害的。
与他们的预期相反,他们发现一夫多妻制的物种总体上并不比一夫一妻制的物种更具多样性,尽管少数有一夫多妻制的雌性物种的遗传多样性高于预期。
他们还发现,相对于沉默突变的数量,一夫多妻制物种改变蛋白质序列的潜在破坏性突变明显较少。
巴斯大学生命科学系的博士生Kees Wanders由NERC GW4+博士培训合作项目资助,是该论文的第一作者。
他说:"物种是通过自然选择进化的,从长远来看,有害的突变会从种群中移除,因为具有突变的个体不能存活足够长的时间来繁殖,或者具有有益适应性的个体存活时间更长。然而,物种也通过性选择进行进化,在这种情况下,进化是由个体为获得配偶而竞争形成的,因此只有最理想的特征才能成功地传给后代。这项研究表明,性选择与鸟类的自然选择相一致,因此有害的突变在一夫多妻制的种群中被更有效地清除,在这种情况下,性选择特别强。我们仍然不知道为什么一些鸟类物种是一夫多妻制,而大多数鸟类在一个繁殖季节甚至终身都是成对的。"
"关于这些物种为什么会进化出一夫多妻制,目前有许多不同的理论,但是我们已经发现了第一个证据,即它通过根除有害的突变和避免近亲繁殖的影响而提高了自然选择的效率。以前其他人在实验室里对果蝇进行了观察,但这是第一次在鸟类的野生种群中观察到它。"
巴斯大学米尔纳进化中心高级讲师、该论文的最后一位署名作者Araxi Urrutia博士说。"一个假设是,在一夫多妻制的物种中,个体不容易找到配偶,必须走得更远才能找到繁殖伙伴,这将意味着这些物种中会有更多的遗传多样性。然而,我们惊讶地发现没有证据证明这一点--相反,我们发现这些物种的有害突变较少。尽管有这种明显的进化优势,大多数鸟类倾向于粘在一起养育它们的雏鸟,因为这使它们的后代有更好的生存机会。"
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