偏好稀有基因让田鼠温柔和彪悍并存

2011-11-25 16:00 · darcy

芬兰的研究人员发现,啮齿类动物堤岸田鼠( Myodes glareolus )在进行生殖竞争时,更为凶猛的雄性固然会占据统治地位,但他们的“爷们基因”并不会体现在其雌性亲属身上,好斗雄性的姐妹们产下的幼仔体型是比较小的。

芬兰的研究人员发现,啮齿类动物堤岸田鼠( Myodes glareolus )在进行生殖竞争时,更为凶猛的雄性固然会占据统治地位,但他们的“爷们基因”并不会体现在其雌性亲属身上,好斗雄性的姐妹们产下的幼仔体型是比较小的。

“你可以将这种性别冲突理解为拔河比赛,有利于雄性的优势对于雌性来说并非最佳选择。”芬兰于韦斯屈莱大学(University of Jyväskylä)的米凯尔•莫科纳(Mikael Mokkonen)说道。研究者提出这种差异保证了种群的多样性,这或许也回答了生物学面对的一个核心疑问:“如果说自然选择偏好某些基因或者特征,为何我们在种群中还能看到这么多的多样性?”

对堤岸田鼠来说,性别冲突本身并不足够解释种群的多样性,在11月18日发表于《科学》的这项 研究 中,研究者的计算机模拟结果显示,基因多样性在数代之后就会逐渐缩小。而在加入了一种称为“负向频率依赖选择”(negative frequency-dependent selection)的演化影响后则可以解释现实中的多样性,这种选择偏向于那些稀有的特征。

研究者在实地试验中观察到了这种选择:在野外时,如果种群中只有一只强大的雄性,它会拥有许多后代,而在一个强大雄性较多的种群中,占据统治地位的雄性田鼠拥有的后代数量只有前者的一半左右。莫科纳推测在强大雄性较多的种群中,首领要花费更多的精力和时间来应付生殖斗争,没那么多精力求偶和生育。

研究人员认为,田鼠种群中出现了一种偏好稀有特征的选择:当彪悍的基因类型较为稀有时则偏好之,当这种基因变得较为普遍时,则不再受到自然选择的青睐,直至它们再次变得稀有。这是维持基因多样性的有力机制。这是继植物和无脊椎动物后,首次在哺乳动物身上发现这种机制的实验证据。

 

Negative Frequency-Dependent Selection of Sexually Antagonistic Alleles in Myodes glareolus

Mikael Mokkonen, Hanna Kokko, Esa Koskela, Jussi Lehtonen, Tapio Mappes, Henna Martiskainen, Suzanne C. Mills

Sexually antagonistic genetic variation, where optimal values of traits are sex-dependent, is known to slow the loss of genetic variance associated with directional selection on fitness-related traits. However, sexual antagonism alone is not sufficient to maintain variation indefinitely. Selection of rare forms within the sexes can help to conserve genotypic diversity. We combined theoretical models and a field experiment with Myodes glareolus to show that negative frequency-dependent selection on male dominance maintains variation in sexually antagonistic alleles. In our experiment, high-dominance male bank voles were found to have low-fecundity sisters, and vice versa. These results show that investigations of sexually antagonistic traits should take into account the effects of social interactions on the interplay between ecology and evolution, and that investigations of genetic variation should not be conducted solely under laboratory conditions.

文献链接:https://www.sciencemag.org/content/334/6058/972.abstract?sid=a4772dd2-a485-43f5-a73f-38dc07d26ef7

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