最近的一项研究强调了大西洋鲑鱼中一个单一基因如何显著影响青春期的开始,这对它们的生命周期和生存至关重要。
赫尔辛基大学最近进行的一项调查揭示了大西洋鲑鱼中一个特定基因在决定青春期的时机方面发挥了重要作用,这是它们生命周期和生存的重要方面。
研究人员发现,被称为vgll3的基因充当主调节因子,管理着与鲑鱼性发育不同阶段相关的数千个其他基因。
“可以把它看作是一个单一的开关,决定人类在13岁还是20岁开始青春期。Vgll3在鲑鱼中起着类似的作用,影响诸如生殖细胞发育的开始、生长模式和行为变化等因素。我们的发现表明,一个基因的变化可以导致像青春期或成熟年龄这样的复杂特征发生深刻变化,”项目负责人兼副教授Jukka-Pekka Verta目前在挪威的诺德大学工作,他是在赫尔辛基大学进行博士后研究期间完成这项研究的。
这一发现不仅阐明了像青春期开始这样复杂特征的演变和变异,还强调了一种被称为“多效性”的现象,其中一个基因影响多个特征,类似于指挥家指挥乐队。
Vgll3基因与人类的青春期时间有关,尽管影响较小。在人类中,这个基因在一种严重的皮肤疾病——狼疮中发挥更重要的作用,这种疾病主要影响女性,而影响男性较少。
水电大坝可能影响鲑鱼的成熟
这些发现的影响显著,特别是在诸如水电大坝建设等人类活动如何导致鲑鱼种群的快速进化变化方面。
作为一种迁徙物种,鲑鱼需要在河流中的产卵栖息地和海洋中的觅食场所之间畅通无阻的通路。许多水电大坝缺乏功能性的鱼道,这可能会阻碍鲑鱼到达上游的繁殖地。
“如果大坝下游的产卵环境只适合较小的鲑鱼,那么可能会有强烈的自然选择反对‘晚熟vgll3变异体’。这一适应过程使鲑鱼种群能够适应新条件,但同时也可能降低遗传多样性,这可能对长期产生不利影响。现在我们对可能受到这种变化影响的其他基因和机制有了更好的理解,”赫尔辛基大学生物与环境科学学院的教授Craig Primmer指出。
通过改变特定vgll3变异体的普遍性,自然选择可以导致诸如体型、产卵数量和行为等特征的显著改变。这项研究强调了基础进化研究在管理野生种群和预测环境变化如何影响生态系统方面的重要性。