新物種的形成可能不需要累積一堆小突變,而是一個重要的大突變就行了。至少對猴面花來說,應該是如此,因為科學家發現只要改變了一個基因,就能完全吸引到全新的傳粉者。
構酸漿屬(Mimulus)的猴面花(monkeyflower)總共有123種,加州的內華達山脈是其中兩種的故鄉,它們分別是引誘蜂鳥的紅龍頭(Mimulus cardinalis)和引誘熊蜂的彩艷龍頭(Mimulus lewisii)。
它們花朵的顏色決定於YUP基因,它決定黃色素是否會沉積。西雅圖華盛頓大學的Toby Bradshaw和密西根州立大學的Douglas Schemske意識到YUP的突變可能會改變傳粉者的偏好。為了驗證他們的理論,他們把紅龍頭的YUP轉到彩艷龍頭裡去,反之亦然。於是原來是淺紫紅色的彩艷龍頭結果長出了桔黃色的花,而紅色的紅龍頭則長成深粉紅色。接著他們種了一排分別含有50棵變種和野生種的花,並追蹤它們所吸引到的傳粉者。
不同的顏色有不同的票房,當彩艷龍頭長成桔黃色之後,更受蜂鳥的青睞,比起野生種受到的光顧多了68倍。同時熊蜂也更無法抗拒深粉紅色的紅龍頭之誘惑。Bradsham指出,這再再顯示簡單的花朵顏色變換就能改變同一植物的傳粉者,並且能夠阻礙不同顏色花朵的花粉交流,造成生殖隔離。
聖塔巴巴拉加州大學的演化生物學家Scott Hodges表示,能在自然界中找到一個單一突變就能造成傳粉者的關鍵變化,是非常今人興奮的。而印第安那大學的生物學家Lawrence Rieseberg指出,同樣的實驗讓演化生物學家能夠回溯該演化時鐘。並能夠重建其他種化的例子。
原學術論文:
Bradshaw, H. D. Jr & Schemske, D. W. Allele substitution at a flower colour locus produces a pollinator shift in monkeyflowers. Nature 426, 176 - 178 (13 November 2003); doi:10.1038/nature02106
--參考來源:
EukerAlert! (11/12/2003) -- Major mutations, not many small changes, might lead way to new species
http://www.eurekalert.org/pub_releases/2003-11/uow-mmn111003.php
EurekAlert! (11/12/2003) -- Research sheds new light on evolution
http://newsroom.msu.edu/site/indexer/1701/content.htm
ScienceNOW (11/14/2003) -- Giving Flowers a New Future
http://sciencenow.sciencemag.org/cgi/content/full/2003/1114/3
--相關連結:
Toby Bradshaw's home page
http://faculty.washington.edu/toby/
Douglas Schemske's home page
http://www.plantbiology.msu.edu/schemske.shtml
More about speciation mechanisms
http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/S/Speciation.html
Pollination botany
http://koning.ecsu.ctstateu.edu/Plant_Biology/pollination.html
Pollination adaptations
http://koning.ecsu.ctstateu.edu/Plants_Human/pollenadapt.html
圖a是淺紫紅色的彩艷龍頭(Mimulus lewisii),圖b是長出了桔黃色的花的變種彩艷龍頭;圖c是紅色的紅龍頭(Mimulus cardinalis),長成深粉紅色的變種紅龍頭。摘自原學術論文。
本文原刊登於SciScape:
http://www.sciscape.org/news_detail.php?news_id=1319