西蒙弗雷泽大学(Simon Fraser University)的研究人员进行的一项国际研究发现,在一种“疯狂”的滨鸟体内,一个调节睾丸激素水平的基因控制着三种截然不同类型雄性鸟的发育。长期以来,科学家们一直对拉夫的三种雄性动物着迷,这三种雄性动物在外表和交配行为上截然不同。发表在本月《科学》杂志封面上的一项新研究发现,这些变异是由鸟类血液中的一种超级酶(HSD17B2)产生的,这种酶能够调节雄性的睾丸激素水平,并迅速分解通常与雄性统治和攻击性相关的激素。
“这个物种很疯狂,有三种长相和行为怪异的雄性,”旧金山州立大学的生物学家大卫·兰克(David Lank)说,他研究了40年的皱领,他的团队首次发现了不同种类之间的睾丸激素差异。
“这篇论文解释了很多控制这三种类型发育的遗传和生理过程。”大多数雄性皱领鸟被称为“独立鸟”,以其醒目的深色繁殖羽毛和对小交配区域的积极防御而闻名,以打动提供所有亲代照顾的雌性。
“卫星鸟”体型较小,羽毛颜色较浅,并与独立鸟结成联盟,共同向雌性展示。尽管它们在某种程度上进行合作,但每只雄性仍然试图与尽可能多的雌性交配。
第三种变体,“喂食者”,采取了一种巧妙的方法。它完全放弃了羽毛和展示行为,从而把自己伪装成雌性,这样它们就能在不被注意的情况下潜入交配场所。对于卫星和觅食动物来说,它们的策略不是基于攻击行为,过多的睾丸激素会适得其反。早期的研究表明,这两种类型的男性血液中的睾丸激素水平都明显较低。这篇新论文确定了产生这种超级酶的确切基因,这种酶控制着全身的睾丸激素水平,除了睾丸。
雄性仍然需要睾丸激素来产生有竞争力的精子。兰克说,褶皱的独特之处在于它有三种雄性形态,并表现出染色体倒位,但荷尔蒙机制普遍适用于所有脊椎动物,包括人类。他说,论文中发现的一种特殊形式的类固醇激素基因可能有一天对人类有治疗用途,尽管还需要更多的研究。
“HSD17B2在将睾酮转化为雄烯二酮方面的效率是前者的三到四倍,这增加了用这种形式的酶或基于其结构设计的合成酶治疗某些高睾酮疾病的可能性。”
这项研究由德国马克斯普朗克生物智能研究所的研究人员领导,并与SFU、FU柏林、维也纳大学和亥姆霍兹慕尼黑的科学家合作。