孔雀鱼的色视觉变化会影响雌鱼的配偶偏好



野生孔雀鱼,显示不同身体颜色三条雄鱼与一条雌鱼
(照片来源: A. SATO, GUNMA UNIVERSITY)

  各种动物都有雄性特有的装饰物特征,这些装饰物受到雌性的青睐。哪一种雄性特征容易受雌性的青睐则因雌性而异。在进化生态学中,产生和维持雌性偏好差异的遗传机制一直是一个核心问题。

  日本东北大学领导的一个研究小组发现,孔雀鱼编码光敏色素的视蛋白基因表达变异会产生不同的光敏感性和色觉,从而导致雌鱼对雄鱼性颜色的反应发生变化。雄性孔雀鱼的身体颜色夸张多样,雌性孔雀鱼会对雄性图案的某些成分表现出偏爱。这些雄性颜色和雌性偏好因野生种群而异。有趣的是,孔雀鱼中也发现了色觉的个体差异。

  因此,假设色觉的变化导致雌性对雄性色彩图案的偏好的变化。然而,色觉变异的基因机制以及色觉与雌鱼偏好之间的关系尚未被证实。Yusuke Sakai博士和Masakado Kawata教授专注于编码视网膜中光敏色素的视蛋白基因。孔雀鱼有9个视蛋白基因。其中一个视蛋白基因(LWS-1)编码检测长波光谱(即橙红色)中可见光的蛋白质,显示等位基因多态性,并且这些变体在野生群体中保持自然选择。

  他们发现具有不同LWS-1基因型的个体之间多个视蛋白基因的表达水平不同。此外,光照环境也影响视蛋白基因的表达水平。通过行为实验,他们发现LWS-1表达的变化影响了个体对不同颜色光在行为水平上的敏感性。这些结果表明,在生长过程中,由遗传多态性和光照环境引起的视蛋白的表达变化导致了光敏感性的变化。然后,他们调查了视蛋白基因表达的变化是否影响了雌性对雄性橙色的偏好,橙色是雌性孔雀鱼的重要择偶标准之一。通过对雄性的视频图像进行数字修改,他们发现,拥有较高视蛋白基因表达的雌性对更亮的橙色斑点表现出更强的偏好。

  他们的研究中的一组结果表明,光敏感性的差异是由视蛋白基因表达的遗传和塑性变化所介导的,并且导致雌鱼对雄鱼性色的偏好的变化。视觉特性和配偶选择之间的这些相互作用可能是雄性孔雀鱼性色彩极端多样性演变的驱动力。


资料来源:
AAAS和EurekAlert!
Color vision variation in guppies influences female mate preference
PUBLIC RELEASE: 19-NOV-2018