Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Popular

Gen terkait warna membantu menjelaskan bagaimana ada begitu banyak spesies burung pengicau – ScienceDaily


Dua gen yang penting untuk keragaman warna dan pola bulu burung warbler telah berevolusi melalui dua proses yang sangat berbeda, menurut sebuah studi baru yang dipimpin oleh para peneliti Penn State. Proses evolusi ini dapat membantu menjelaskan evolusi cepat burung penyanyi ini menjadi begitu banyak spesies unik.

“Burung pengicau kayu adalah kelompok burung yang sangat berwarna dan beragam, dengan total lebih dari seratus spesies,” kata Marcella Baiz, peneliti postdoctoral di Penn State dan penulis pertama makalah tersebut. “Spesies ini muncul dengan sangat cepat dalam waktu evolusioner dalam apa yang para ahli biologi sebut sebagai radiasi spesies. Untuk lebih memahami radiasi ini, kami mempelajari wilayah genetik yang terkait dengan pewarnaan bulu dalam subset burung yang sangat berwarna-warni.”

Tim peneliti mengurutkan genom semua 34 spesies dalam genus Setophaga burung pengicau kayu dan membuat pohon filogenetik yang menjelaskan bagaimana setiap spesies terkait satu sama lain. Kemudian, mereka memusatkan perhatian pada sembilan pasang “spesies saudara perempuan” yang terkait erat. Setiap pasangan adalah hasil dari satu spesies yang membelah menjadi dua. Melihat apakah proses evolusi serupa sedang bermain di masing-masing pasangan memungkinkan para peneliti untuk mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang keseluruhan radiasi.

Sebuah makalah yang menjelaskan hasil mereka muncul hari ini (30 November) di jurnal Biologi Saat Ini.

“Dalam kebanyakan kasus, sulit untuk mengetahui gen yang mendasari proses diversifikasi karena sulit untuk menghubungkan gen tertentu dengan sifat tertentu, seperti warna,” kata David Toews, asisten profesor biologi di Penn State dan pemimpin tim peneliti. . “Tetapi banyak spesies burung pengicau yang mudah kawin silang, menghasilkan keturunan hibrida dengan campuran ciri-ciri spesies induknya, jadi kami sebelumnya dapat menghubungkan pola warna tertentu dengan wilayah genetik yang mendasarinya. Dalam studi ini, kami fokus pada dua gen pewarnaan, tapi mampu mempelajarinya di semua spesies dalam genus besar ini, untuk memberi kita jendela ke sisa radiasi. “

Gen pertama, Agouti-signaling protein (ASIP), terlibat dalam produksi pigmen melanin, yang mendasari bulu coklat dan hitam pada burung pengicau ini. Dalam setiap pasangan spesies bersaudara di mana terdapat perbedaan dalam jumlah atau lokasi bulu hitam atau coklat mereka, tim dapat memprediksi perbedaan genetik di dekat ASIP.

“Kami menciptakan pohon evolusi hanya berdasarkan wilayah gen ASIP, yang lebih jelas menunjukkan bagaimana gen telah berubah di seluruh genus,” kata Baiz. “Pola dalam pohon gen ini mencerminkan pola dalam pohon filogenetik berdasarkan apa yang kita lihat di seluruh genom. Ini menyiratkan bahwa perbedaan yang kita lihat di ASIP dihasilkan dari mutasi yang muncul secara independen pada spesies yang berbeda. Namun, pohon gen dari yang kedua Gen, BCO2, menunjukkan pola yang sangat berbeda yang tidak cocok dengan seluruh pohon genom, yang menunjukkan proses yang berbeda sedang bermain. “

Gen kedua, beta-karoten oksigenat 2 (BCO2), terlibat dalam produksi pigmen karotenoid, yang menghasilkan bulu berwarna kuning cerah, merah, dan oranye. Para peneliti menyarankan bahwa proses yang disebut introgresi – pertukaran gen antar spesies yang telah berevolusi secara terpisah – dapat menjelaskan mengapa pola perubahan genetik pada BCO2 tidak sejalan dengan keseluruhan radiasi kelompok tersebut.

“Introgresi dapat terjadi ketika dua spesies terpisah berhibridisasi, dan keturunan hibrida tersebut kemudian kawin dengan salah satu spesies aslinya,” kata Baiz. “Setelah beberapa generasi, materi genetik dari satu spesies dapat digabungkan ke spesies lainnya. Sinyal dari jenis introgresi purba ini dapat dipertahankan dalam genom individu yang hidup – seperti bagaimana tes leluhur dapat mengungkapkan berapa banyak gen Neanderthal yang Anda miliki. Dalam Dalam contoh ini, kami secara tidak terduga menemukan bukti introgresi kuno di BCO2 pada dua burung pengicau yang memiliki hubungan jauh dalam genus ini. “

Para peneliti menemukan bukti introgresi yang melibatkan burung pengicau kuning dan burung pengicau magnolia dan melibatkan pengicau padang rumput dan pengicau vitelline, semua spesies dengan warna karotenoid warna-warni di bulu mereka. Namun, mereka mencatat bahwa dengan data saat ini, sulit untuk mengetahui arah transfer gen.

“Satu kemungkinan adalah bahwa versi burung pengicau magnolia dari BCO2 masuk ke burung pengicau kuning, dan versi ‘baru bagi mereka’ ini menghasilkan pengendapan karotenoid yang lebih luas di bulu burung pengicau kuning,” kata Toews. “Sangat menyenangkan untuk berpikir bahwa introgresi kuno adalah yang membuat burung pengicau kuning begitu kuning!”

Ini adalah salah satu contoh pertama transfer gen karotenoid di antara vertebrata. Secara kolektif, hasil penelitian ini menunjukkan bahwa introgresi dan mode evolusi yang lebih standar, di mana mutasi terjadi dan diturunkan dari induk ke keturunannya, telah berperan dalam menghasilkan keragaman warna dalam genus ini dan dapat membantu mengaktifkan yang ekstrim. diversifikasi burung penyanyi.

Di masa depan, para peneliti berharap dapat menghubungkan mutasi spesifik dalam gen ini dengan perubahan warna bulu dan memetakan jalur molekuler yang terlibat dalam produksi pigmen. Mereka juga ingin memperluas studinya ke 110 spesies burung pengicau.

“Ada kemungkinan bahwa mungkin ada introgresi dari genus lain seluruhnya,” kata Toews. “Memperluas ke burung pengicau lain akan memungkinkan kita untuk mengeksplorasi kemungkinan ini, dan untuk lebih memahami secara lebih luas radiasi dari burung yang menakjubkan ini.”

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Penn State. Asli ditulis oleh Gail McCormick. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Lagutogel/a>