亚马逊蝴蝶展示了新物种如何通过杂交进化而来

如果进化最初被描述为一棵树，不同的物种分出新的花朵，那么新的研究表明这些树枝实际上可能更加纠缠在一起。在《自然》杂志上发表的《生态特征的多位点基因渗入驱动的杂交物种形成》中，哈佛大学的研究人员表明，蝴蝶物种之间的杂交可以产生在遗传上与亲本物种及其早期祖先不同的新物种。

1861 年，博物学家亨利·沃尔特·贝茨 (Henry Walter Bates)在写给查尔斯·达尔文 (Charles Darwin) 的信中将亚马逊地区颜色鲜艳的Heliconius 蝴蝶描述为“一睹大自然制造新物种的实验室”。 160 多年后，由生物学家 Neil Rosser、Fernando Seixas、James Mallet 和 Kanchon Dasmahapatra 领导的国际研究小组也将重点放在Heliconius上，以记录新物种的进化。

研究人员利用全基因组测序表明，大约 18 万年前， Heliconius melpomene与今天Heliconius pardalinus 的祖先 之间的杂交事件产生了第三种杂交物种， Heliconius elevatus。虽然是杂交后代，但高地蝴蝶是一种独特的蝴蝶物种，具有自己的个体特征，包括毛毛虫的寄主植物和成虫的雄性性信息素、颜色图案、翅膀形状、飞行和配偶选择。这三个物种现在一起飞越亚马逊雨林的广阔区域。

“历史上杂交被认为是一件坏事，对于进化来说并不是特别重要，”比较动物学博物馆昆虫学助理、哈佛大学马莱特实验室和达斯马哈帕特拉实验室的 前博士后研究员罗瑟说。在英国约克。罗瑟与另一位博士后研究员、共同第一作者 Seixas 一起处理了基因图谱。 “但基因组数据表明，物种之间的杂交实际上是普遍存在的。”

这些影响可能会改变我们看待物种的方式。 “许多物种并不是完整的单位，”罗瑟说。 “它们的漏洞非常多，而且它们正在交换遗传物质。”从历史上看，杂交被认为会抑制新物种的创造。然而，研究人员表示，在这种情况下，杂交不仅发生在这些蝴蝶物种中，而且还推动了新物种本身的进化。

“因此，正在进化的物种不断交换基因，其结果是它实际上可以触发全新谱系的进化，”罗瑟说。

有机体和进化生物学教授、该研究的合著者马莱特说：“通常情况下，物种被认为是生殖隔离的。它们无法产生具有繁殖能力的杂交品种。”虽然现在有证据表明物种之间存在杂交，但难以证实的是这种杂交在某种程度上参与了物种形成。正如马莱特所说：“问题是：如何将两个物种一起崩溃，并从崩溃中获得第三个物种。”

这项新研究为理解杂交和物种形成的工作原理提供了下一步。 “在过去的 10 或 15 年里，杂交和进化的重要性发生了范式转变，”罗瑟解释道。

这项研究有可能在当前的生物多样性危机中发挥作用。马莱特说，理解像“物种的含义”这样的基本知识，“对于拯救物种和保护非常重要”，特别是在亚马逊地区。此外，此类工作可能有助于了解疾病携带者。例如，多种蚊子都可以携带疟疾。尽管这些蚊子密切相关，但“对于它们如何相互作用以及它们是否相互杂交几乎一无所知，”他指出。

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