参与交配行为的雄性颈鹬通常分为三组,它们的攻击性和羽毛的艳丽程度以及其他因素都有所不同。现在,一项新的研究报告了一个单一的基因——HSD17B2——在雄性斑鹬的变种中造成了这些巨大的差异。这些发现显示了单个基因结构、序列和调控的进化变化如何在单个物种中驱动显著的多样性。
雄激素睾酮在男性生殖发育中起着关键作用。它影响了一系列的身体特征,比如身体大小和纹饰。它还影响社会行为,包括与求爱有关的行为。睾酮水平在个体之间有很大差异,这种差异的一部分被认为是遗传的。然而,需要更多的工作来描述遗传变异如何与睾酮浓度和不同的生殖表型联系起来。
Jasmine Loveland和他的同事研究了斑鸠(Calidris pugnax)的睾酮分泌和代谢,斑鸠是一种以其显著的雄性生理特征和繁殖行为变化而闻名的滨鸟。颈圈表现出三种不同的雄性交配形态。“独立”的雄性会展示精致的羽毛,并积极捍卫自己的领地以吸引配偶。“卫星”雄性不那么华丽,也不那么具有攻击性,它们与占主导地位的独立个体一起展示,以获得机会主义的配偶。相比之下,“费德”雄性在大小和外表上与雌性相似,缺乏其他变种的艳丽羽毛,这使它们能够融入其中,避免雄性的攻击,并秘密交配。
独立者的循环睾酮水平较高,但雄烯二酮水平较低,雄烯二酮是一种较弱的雄激素。不具攻击性的伴星和觅食的雄性则表现出相反的模式。先前的研究将这些变体与一个包含大约100个基因的超基因联系起来。
Loveland等人着重研究了超基因中的一个基因HSD17B2,发现该基因的进化变化导致低睾酮ruff变体中高活性酶的产生增加。这些酶能以更快的速度将睾酮转化为雄烯二酮,从而降低血液中的睾酮水平。
HSD17B2的组织特异性活性允许这些变体在睾丸中保持高水平的睾丸激素以进行繁殖,同时限制其对其他地方的影响,支持ruffs独特的交配行为和特征。“Loveland等人的发现指出,对于激素介导的特征,或者可能是所有复杂特征来说,可能是一种新兴的‘生命法则’——在进化中,每个问题都有许多可能的解决方案,”Kimberly Rosvall在相关的观点中写道。