布里奇特馮霍爾德最出名的是她與狗和狼的合作，所以當(dāng)一位鳥類學(xué)家把她拉到一邊說：“我真的認(rèn)為你能幫我解決這個(gè)問題時(shí)，她感到很驚訝?！庇谑撬D(zhuǎn)向了一個(gè)他糾結(jié)了20多年的謎團(tuán)。
“我喜歡挑戰(zhàn)，尤其是處理新問題的時(shí)候！”普林斯頓大學(xué)生態(tài)學(xué)和進(jìn)化生物學(xué)助理教授VonHoldt說。“我在一個(gè)全新的系統(tǒng)中遇到了一個(gè)新問題，這是探索不同生態(tài)系統(tǒng)如何促進(jìn)不同進(jìn)化模式的難得機(jī)會?！?
這位鳥類學(xué)家和生物學(xué)家是湯姆史密斯，他一生都在喀麥隆和加州大學(xué)洛杉磯分校的實(shí)驗(yàn)室研究鳥類——尤其是黑腹鷸。
他和他的同事們花了幾年時(shí)間研究為什么這些雀中的一些有小喙，而另一些有大喙。他們的大部分原創(chuàng)作品都發(fā)現(xiàn)了他們吃的種子硬度的差異。這個(gè)故事和達(dá)爾文的雀非常相似。美國加州大學(xué)洛杉磯分校教授、熱帶研究中心創(chuàng)始主任史密斯建立了這些鳥類的繁殖地，以了解喙大小的遺傳。
結(jié)果令人驚訝，優(yōu)雅而簡單：孟德爾遺傳學(xué)，通過Punnett Square為幾代高中生所知。較大的喙是主要特征，所以有兩個(gè)小口的父母只能有小口的后代，但如果父母任何一方有大喙，他們的后代就會把大喙和小喙混合在一起，這與幾個(gè)世紀(jì)前格雷戈?duì)柮系聽栴A(yù)測的3: 1模型完全吻合。
“你永遠(yuǎn)也得不到這個(gè)！”VonHoldt笑著說?！靶誀詈苌俦憩F(xiàn)出如此明確的遺傳模式，尤其是那些對野生種群健康非常重要的性狀?！?
VonHoldt說，孟德爾模式是關(guān)鍵。利用分析全基因組的新技術(shù)，結(jié)合史密斯多年的生態(tài)數(shù)據(jù)和見解，他們擁有了能夠發(fā)現(xiàn)和理解這個(gè)謎團(tuán)背后的基因的所有部分。
史密斯通過觀察發(fā)現(xiàn)了這些喀麥隆鳥類的孟德爾模式，但他無法確定導(dǎo)致它們的基因。然而，當(dāng)vonHoldt將大喙鳥的基因與小喙鳥的基因進(jìn)行比較時(shí)，她發(fā)現(xiàn)了一段DNA——30萬個(gè)堿基對，顯然是一個(gè)大的遺傳——大喙和小喙之間總是有不同的大小。在這條染色體的中間是IGF-1基因，沃恩霍爾德對狗的遺傳學(xué)很熟悉。
“在狗身上，這是一個(gè)巨大的基因，字面上和形象上，”她說?！八且环N生長因子基因。在狗身上，如果你改變它的表情，你只需要做一些基因改變，就可以把一只正常大小的狗變成一只茶杯大小的矮狗。”
該基因可以影響特定的特征或整個(gè)動物，這取決于它在基因組中的位置和表達(dá)時(shí)間。“如果這個(gè)基因表達(dá)得更多，你會發(fā)現(xiàn)一個(gè)更大的特征：更大的身體、更大的腳和更大的耳朵，無論它控制什么。那么很容易想象，這種基因的一個(gè)微小變化，其特征就能很容易地改變大小或形狀。我們懷疑這是一個(gè)故事，這些喙，”vonHoldt說。
史密斯和他的同事已經(jīng)確定喙的大小會影響飲食——不管雀是靠大種子還是小種子生活——但這似乎對擇偶沒有任何影響。“女人不喜歡長著大喙的男人，反之亦然，”vonHoldt說。
在這些鳥類中，比爾是唯一改變比例的特征；大喙和小喙黑鼓苗的種子在其他方面是一樣的。但史密斯也發(fā)現(xiàn)了這些雀的第三種形態(tài)，他稱之為“超級”物種，成本更高，整體尺寸更大。
在檢查基因后，vonHoldt發(fā)現(xiàn)“巨人”在基因上不同于小喙和大喙的畸形。它不僅攜帶了兩個(gè)拷貝的大等位基因——比如bigbirk finch——而且還有其他染色體變化，這顯然是另一個(gè)進(jìn)化步驟的產(chǎn)物。
VonHoldt說，她很高興有機(jī)會從她平時(shí)的話題中脫穎而出?！肮泛屠菐椭姨岢隽肆钊伺d奮的問題，從馴化到保護(hù)，”她說，例如，她在黃石國家公園與狼一起工作?！俺斯罚€有很多東西值得探索。這是一個(gè)新合作的好機(jī)會，思考不同的問題，用新的方法解決一個(gè)老問題?！?
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