研究称一妻多夫制鸟类进化速度比一夫一鸟类更快

巴斯大学米尔纳进化研究中心领导的新研究表明，雌鸟每季与多只雄鸟交配的物种进化速度明显快于一夫一的物种。他们的研究结果表明，鸟类的交配制度对进化速度的影响比以前认为的要大。

研究人员在英国皇家学会学报B上发表了他们的研究成果，追踪了一条性染色体的基因变化，并研究了不同交配制度对物种进化速度的影响。

所有动物都有两条染色体，一条遗传自母亲，一条遗传自父亲，生物性别由性染色体决定。哺乳动物有 XX(雌性)和 XY(雄性)性染色体，而鸟类则有另一种系统，雄性有 ZZ 染色体，雌性有 ZW 染色体。

人们之前观察到，Z 染色体的进化速度往往比基因组中的其他染色体(称为常染色体)更快：这种现象被称为“快速 Z 进化”。

Z 染色体进化速度加快

在鸟类中，人们一般认为这是由所谓的基因漂变引起的，即随机机会改变了群体中现有基因变异的频率。

根据自然选择，偶然发生的有害突变会被从种群中剔除，因为这会使个体不太可能繁殖并传递这种突变。

但由于整个人群中流通的 Z 染色体拷贝数较少(女性只有一个拷贝)，随机机会的影响变得更大，有害的 Z 染色体突变更有可能被遗传。

鸻鹬类的 Z 轴进化速度更快

研究人员观察了交配制度是否对 Z 染色体的进化速度产生影响，并发现在一妻多夫制的鸟类中(雌性在一个季节内与多个繁殖伴侣交配)，Z 染色体的快速进化效应甚至更快。

基斯·万德斯博士是该论文的共同第一作者，他曾在巴斯大学进行这项研究，但现在在哥本哈根大学任职，他说：“一般来说，在鸟类中，遗传漂变是推动 Z 染色体快速进化的最重要过程，但在一妻多夫制涉禽中情况则有所不同。

“在性别比例失衡的滨鸟物种中，某种性别的数量多于另一种性别，在繁殖季节，数量较少的性别不会配对，而是会与多个伴侣交配，然后让它们抚养幼鸟。

“因此，对于雌性数量少于雄性的种群来说，雌性会与多只雄性交配，这意味着每个个体在每个繁殖季节都会比保持一夫一时有更多的后代。

“由于雌性是快速 Z 效应(仅携带一条 Z 染色体)的来源，我们最初预计在一妻多夫物种中会看到 Z 染色体进化速度较慢的情况，因为这些物种的繁殖雌性较少(与繁殖雄性的数量相比)。

“相反，我们发现一妻多夫制下的 Z 染色体进化速度更快，我们认为这是由于一妻多夫制的雌性在竞争配偶时受到了非常强烈的性选择。

“在如此激烈的竞争下，成功繁殖的雌性代表着特别出色的个体，它们携带的任何有益的突变都会在种群中更快地传播。

“当涉及到 Z 染色体时，这种影响尤其强烈，因为雌性只有一个拷贝——这意味着出现在 Z 染色体上的任何有用的突变都会影响雌性的竞争能力，而如果突变出现在另一条染色体上，它们的影响通常会被第二个染色体拷贝所掩盖。

“了解推动不同物种进化的力量非常重要，因为它可以让我们很好地了解物种适应不断变化的生态系统的速度。

“它展示了人类能够多么有效地利用有益突变并从基因库中去除有害突变。

“我们的研究表明，性选择和交配制度是这一过程中的重要因素。”

研究人员追踪了 23 种滨鸟的基因组自它们最近的共同祖先以来的分化情况;其中四种表现出一妻多夫制的交配系统。

巴斯大学米尔纳进化研究中心的塔马斯·塞克利教授表示：“查尔斯·达尔文已经注意到滨鸟的多样化交配行为。我们团队的新研究表明，滨鸟交配系统的多样性影响了其基因组进化的速度。”

该研究由自然环境研究委员会资助，由巴斯大学和浙江大学医学院(中国)共同撰写，并发表在《皇家学会学报B》上。

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