鹦鹉鲜艳的羽毛是由一种酶控制的

体育作者 / 花爷 / 2025-04-10 13:53
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  鹦鹉鲜艳羽毛背后的化学机制首次被阐明。这项工作背后的研究人员希望这些新的见解将是了解鹦鹉如何以及为什么进化出如此独特

  鹦鹉鲜艳羽毛背后的化学机制首次被阐明。这项工作背后的研究人员希望这些新的见解将是了解鹦鹉如何以及为什么进化出如此独特的醒目颜色的第一步。

  Parrots

  由于暗色鹦鹉有两种不同的多态性,因此它们是研究鹦鹉明亮色素沉着的有用模型

  颜色是鸟类之间交流的一个重要方面。大多数黄色和红色色素来自类胡萝卜素,通过饮食获得,因此是单个鸟类健康和社会地位的直接和诚实的指标。然而,在动物王国中拥有最鲜艳色彩的鹦鹉却对这一传统解释提出了挑战。

  葡萄牙生物多样性研究中心(Centro de investigationa

  o em Biodiversidade e Recursos gen

  研究中心)的进化生物学家罗伯托?阿尔博尔(Roberto Arbore)说:“它们是进化新异的一个例子。”他在米格尔?卡内罗(Miguel Carneiro)的研究小组工作。他们发明了一种叫做鹦鹉黄蛋白的色素,这种色素只存在于鹦鹉身上,由它们羽毛中的局部细胞合成。“人们对这些鹦鹉特有的色素知之甚少,这些强烈颜色的适应性和进化意义仍然是一个谜。”

  现在,在对所有7个鹦鹉超级科的详细化学和基因研究中,Arbore和一个国际团队已经建立了红色和黄色羽毛颜色的分子机制,并确定了调节这种变化的点突变。

  捷克查尔斯大学的色素化学家Jind?ich Brejcha解释说:“Psittacofulvins是一种末端有醛或羧基的多烯。”“我们在所有的羽毛中都看到了羧酸和醛的混合物,但重要的是比例。红色羽毛中含有更多的醛,黄色羽毛中含有更多的羧酸。”

  以前,人们认为这些色素仅以醛类存在,是在结合生物构建块丙二酰辅酶a和乙酰辅酶a的合成循环中形成的,并受聚酮合成酶的调节。然而,研究小组对黄色羧酸形式的识别表明,这个循环只是一个更复杂的化学途径的一部分。

  为了确定缺失的步骤,研究小组对57只黑鹦鹉进行了基因分析。黑鹦鹉是一种原产于新几内亚的鹦鹉,不同寻常地表现出两种不同的颜色多态性——红色和黄色。分析揭示了醛脱氢酶基因的点突变,这与酶表达的变化相对应。Brejcha解释说:“醛通过蛋白质的作用转化为羧酸,所以鹦鹉黄霉素的形成比例取决于该基因对蛋白质的调节。”

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  醛脱氢酶基因的突变导致羧基鹦鹉黄蛋白减少,相应的醛色素增加,羽毛变红

  该领域的其他研究人员已经在这项工作的基础上提出了更多的问题。美国普林斯顿大学的进化生物学家Jarome Ali说:“这项研究确实令人印象深刻,因为它采用了从遗传学到光谱学的一系列方法来解决鹦鹉如何产生动物世界中一些最鲜艳的颜色的谜团。”“在发育过程中,这种着色机制是如何被控制的,从而产生一些鹦鹉羽毛上的多色图案,这将是一件非常有趣的事情。”

  比利时根特大学的结构色彩生物学家马修·肖基补充说:“这是一项真正的技术全能。”“我认为揭示这些色素如何与结构色相互作用会很有趣。”

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  Going over the finish line

  Illustrated portraits

  Hydrogen bonding

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