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鹦鹉如何拥有色彩缤纷的羽毛:NPR

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红润的爱情鸟(玫瑰花百合花)是小鹦鹉,是常见且色彩缤纷的家庭宠物。诸如此类的鹦鹉使用独特的黄色和红色色素,研究人员现在表明它们的表达可以通过单一酶的作用进行调节。

佩德罗·阿劳霍


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有些鸟的羽毛颜色非常鲜艳,从周围的环境中脱颖而出。

“你必须问为什么鸟类会这样做,”圣路易斯华盛顿大学的生物学家乔·科博说。 “主要的假设之一是,雄性拥有对雌性有吸引力的精致装饰品或颜色。”

大多数具有亮黄色或红色羽毛的鸟类(例如金翅雀和红雀)使用称为类胡萝卜素的色素来产生这些颜色。

“鸟蛋的蛋黄之所以呈亮黄橙色,是因为它富含类胡萝卜素,”科博说。 “因此,在发育过程中,鸟类从蛋黄中调动类胡萝卜素,然​​后将它们沉积在发育中的羽毛中。”

一旦小鸡孵化,鸟类获得类胡萝卜素色素的唯一方法就是吃它们,就像人们需要从食物中获取维生素一样,因为人体通常不会制造它们。

然而,有一个值得注意的例外——鹦鹉。 “它们合成自己的色素,”葡萄牙波尔图大学生物多样性和遗传资源研究中心的进化生物学家罗伯托·阿尔博尔说。 “他们不依赖从饮食中获得的东西。”

科学家们已经了解了这些称为鹦鹉黄霉素的特殊色素,但并不真正了解鹦鹉如何利用它们来创造不同的颜色。现在,在杂志上发表的研究中 科学Arbore、Corbo 和他们的同事描述,似乎有一种酶负责将鹦鹉的色素从红色转变为黄色。

暗色鹦鹉(Pseudeos fuscata)是一种原产于新几内亚的鹦鹉,具有红色和黄色的颜色,在自然种群中共存。研究人员利用这种极其罕见的现象,鉴定出一种负责调节鹦鹉特有的红色和黄色色素——鹦鹉黄霉素表达的酶。

暗色鹦鹉(暗色假鱼)是一种原产于新几内亚的鹦鹉,具有红色和黄色两种颜色,在自然种群中共存。研究人员利用这种极其罕见的现象,鉴定出一种负责调节鹦鹉特有的红色和黄色色素——鹦鹉黄霉素表达的酶。

佩德罗·阿劳霍/佩德罗·阿劳霍


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鹦鹉和爱情鸟

研究人员转向暗色鹦鹉——一种茄子大小的鹦鹉——开始他们的实验。 “这是一个非常不起眼的物种,生活在偏远的地方,”阿尔博尔说。 “他们来自巴布亚新几内亚。”

暗色鹦鹉呈黑色,周围有红色或黄色的羽毛。 “从基因上来说,黄色比红色占主导地位,”科博解释道。他说,他们能够将这种红色与黄色非此即彼的颜色追溯到一个单一基因,该基因产生一种称为 乙醛脱氢酶3A2。它实际上出现在许多生物中,但在暗色鹦鹉中,这种酶通过对色素分子进行微小的改变,将红色鹦鹉黄素转化为黄色鹦鹉黄素。

“动物似乎能够控制这种酶的表达水平,”科博说,“从而调整红色与黄色色素的相对比例。”

当科博和他的同事观察另一种叫做红脸爱情鸟的鹦鹉时,他们发现这种酶也在其中发挥作用,做着同样的事情。他们怀疑对于多种鹦鹉物种来说都是如此。

为了确保他们的想法是正确的,研究小组用酵母进行了另一项实验。他们把它们变成了生产红鹦鹉色素的小型生化工厂。然后他们对其中一些酵母进行基因改造,以制造变色酶。

果然,当酶存在时,他们发现黄色素大量增加。

“这是最终的证据,”阿博尔说。 “所以现在我们对世界上色彩最丰富的动物群体之一如何产生颜色有了更多的了解。”

进入鹦鹉的门户

“这是鸟类颜色遗传学的一大进步,”在普林斯顿大学完成博士学位的进化生物学家罗莎琳·普莱斯-沃尔德曼 (Rosalyn Price-Waldman) 说。她没有参与这项研究。她很欣赏依赖鹦鹉和爱情鸟的实验方法,科学家对这些物种知之甚少。

普莱斯-沃尔德曼补充说,这些发现为人们询问这些颜色还可以揭示有关鹦鹉的什么信息打开了大门。

“人们对羽毛的色素含量能够告诉我们有机体的健康或压力或其生物学的其他方面非常感兴趣,”她说。这包括他们的生理、生活方式和行为。 “这些都是鹦鹉生物学的重要组成部分,更多地了解鹦鹉黄霉素可以帮助我们进行研究。”

Arbore 同意这只是一个开始。 “我想说,它实际上增加了一层新的魔力,”他说。 “我以前从未与鹦鹉打过交道,现在我正在考虑在我余下的职业生涯中继续研究它们。”

接下来,阿博尔和他的同事想要检查鹦鹉中负责创造蓝色的基因。



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