一种他们经常在暴雨之后做,蝴蝶在西北格鲁吉亚鸽子山上聚集在鸽子山上。网上,詹姆斯亚当斯和他的朋友欧文Finkelstein观看了昆虫的盐和蛋白质溶解在泥泞的水中,他们现在折叠的翅膀打开了。有银色蓝色Celastrinas斯基普斯是肉桂和灰的颜色。其中体型最大的是虎燕尾鱼——淡柠檬色的雄鱼身上有匕首一样的黑色条纹,而午夜黑暗的雌鱼身上则有一层傍晚的天蓝色。
突然,一个非常奇怪的生物掠过亚当斯和finkelstein - 一个燕尾,不像他们见过的任何人。它的左半是黄色;它的权利,黑色。好像有人切成两种不同的昆虫,并将它们无缝缝合在一起。Finkelstein喊道,并在奇怪的美丽中刷了一下,失踪了一点。抑制他的兴奋,让它误导了他的手,亚当斯追逐几步,摇摆,并净化它。他可以立即看到他抓住了一个叫狂野的一只动物,这是一只半男性和半女性的动物。
蝴蝶收藏家喜欢古老的狂欢,因为他们的特点和他们的特殊性也很罕见。他们是大自然的对称交响曲中不可预测的打嗝。这些生物也达到了科学家,因为他们提供了一个独特的机会:有机会在同一个身体中学习较男性和女性基因和解剖学。
百年多年来,自然主义者一直在记录昆虫,蜘蛛,龙虾和鸟类的古旺盛罗马。最近,研究人员 - 通过越来越复杂的实验室工具 - 通过研究这种杂种来推翻了性发展的统治理论。正如经过验证的真实时间,再次科学历史,那似乎最奇怪的生物 - 太奇了,太奇闻,太奇闻,整齐地适应我们的预设类别 - 教导我们最有关所有生物的工作。事实证明,鸟类如何成为男性或女性的标准解释是错误的。科学家们不是通过调查典型的鸟类的分数来实现这一实现,而是通过检查几个古尼罗马。这一切都始于奇怪的斑马雀。
追逐詹姆斯邦德的蜂鸟
我去了这个国家观看Zunzuncito爬上空气,昨天的不幸;如此多的飞行和返回的绿色绿色,自由,颤抖片刻,在芦苇丛中 - Blas de Otero“El Zunzuncito”(1966年)从原版翻译......阅读更多
一世N 20世纪90年代末,洛克菲勒大学的实验室动物看护人在一个笼子里寻找鸡蛋,据说是只有雄性斑马雀的笼子。要识别罪魁祸首,她将所有的鸟类移进各个围栏。鸡蛋来自一只鸟,因为它增长了,看起来与其他人越来越不同。在它的右侧,它有一个男性的所有典型特征:脸颊上的橙色羽毛,斑马条纹的脖子,以及它的翅膀附近有白色点斑点的棕色羽毛。相比之下,它的左侧几乎完全是灰色,有几个黑白面部标记和蛋奶油乳房特征性上羽毛。意识到这只鸟是一个Gynandroomorph,Fernando Nottebohm,洛克菲勒神经科学家拥有雀科殖民地,给了他前学生,艺术Arnold,加州大学洛杉矶。他涉嫌学习性别差异的阿诺德可能会从生物中学到一些东西。
长期以来,科学家们一直假设鸟类变成雄性或雌性的方式和哺乳动物一样:它们最初是无性生殖的胚胎,根据性染色体的不同,它们要么长出一对睾丸,要么长出一对卵巢,然后一波接一波地释放激素,使有机体男性化或女性化。然而,不时有研究发现,这个故事太简单了。
在这些线索之后,阿诺德和他的同事决定仔细看看Gynandromorph雀科的大脑中的细胞。典型的雄性斑马雀大脑具有专用于学习求爱歌曲的神经电路网络,并且包含这些电路的区域远大于女性脑中的相应区域。如果性发育主要依赖于激素,那么每一半的Gynandromorph的大脑应该是架构相同的。毕竟,鸟类身体中的每个器官都在其睾丸和卵巢释放的同样的雌雄同体鸡尾酒中沐浴。
多发性硬化症、癌症、心脏病和许多其他疾病在男女中都不那么常见,也不那么致命。
然而,阿诺德和他的团队发现,这种鸟大脑的右半部分的唱歌区域比左半部分大82%。为了进一步研究,研究人员将大脑切片,并将薄片浸泡在充满放射性RNA的溶液中,这些放射性RNA旨在结合Z或W性染色体,X和y的禽流感相关奠定了浸泡片感光板上显示大脑的右半球主要是由男性细胞有两个Z染色体,而大部分的左手细胞的女性结合Z和w性染色体,不是激素,有大脑的命运,决定细胞的细胞。1“一个双性恋改变了我对一些非常基本的科学教条的看法,”阿诺德说。“脑细胞并不是荷尔蒙书写性的白板。他们来pre-described。”
在2000年代中期,爱丁堡大学的发展生物学家迈克尔·克林顿开始研究从英国周围的家禽养殖场收集的Gynandromorph鸡。一方面,鸟儿看起来像男性:白色和金羽毛,一个大红色的荆棘,以及腿部的长长的角状突起,称为刺。在另一边,他们有女性特征:棕色和赤褐色羽毛,以及更小的刺激和荆棘。当克林顿和他的团队分析来自禽类身体周围的血液,皮肤和肌肉细胞的DNA时,他们发现鸡不仅仅是表面上的分裂。与不寻常的斑马雀脑大脑一样,它们的整个身体或多或少地分为细胞水平,在一侧有许多雌性Zw细胞,主要是ZZ细胞,但也有一点细胞扰乱。他们有点像有两种不同的jellybeans的罐子,大多是他们自己的侧面,但有时越过。
这些嵌合体证实,鸟类的性别在整个身体中通过细胞确定细胞,而不是在哺乳动物中均匀地通过激素。2难以清楚的是,所有细胞牧羊犬内的性染色体完全是如何独立于性激素的性发展。也许Z和W染色体开始某些表观遗传变化 - 即对围绕DNA的分子的变化,这些分子增加或抑制不同基因的活性 - 从受精时刻。支持这个亨克,克林顿和他的同事发现,通常开发男性和女性鸟类胚胎甚至在性器官开发之前具有遗传活动的不同模式。
阿诺德和他的团队现在想知道他们在鸟类中发现的东西是否也适用于哺乳动物。为了弄清楚激素和染色体在哺乳动物性发育中的独特作用,他和他的同事们一直在研究一些独特的老鼠品系,比如,有太多的X或Y染色体,或者大量分泌雌性性激素,尽管它们在基因上是雄性的。他希望这一研究方向最终能产生治疗人类疾病的新疗法。多发性硬化症、癌症、心脏病和许多其他疾病在男女中都不那么常见,也不那么致命。阿诺德说:“如果我们能弄清楚为什么一种性别受到保护,我们就能想出新的疗法。”“要理解这一点,我们需要列出让男性和女性不同的因素。以前都是荷尔蒙的问题。”
例如,多发性硬化症——一种免疫系统攻击和破坏神经系统的毁灭性疾病——在女性中更为常见,但在男性中更为迅速地衰弱。阿诺德对基因为雄性但分泌雌性激素的小鼠进行的研究表明,X和Y染色体的组合(而不是雄性激素)使细胞更容易患上类似疾病的严重病状。3.
T.Zebra Finch和鸡肉研究令人着迷于鸟群的研究人员。他们“真的争论了一些长期概念,我们对细胞如何在脊椎动物中获得性身份,”加州大学伯克利加州大学发展生物学家Nipam Patel说。正如那些实验所在的那样,他对异常性爱蝴蝶的研究也推翻了根深蒂固的想法。经过十多年的强迫性研究,帕特尔已经得出结论,在某些情况下,而不是一个带有男性和女性零件的单一动物,一个古androMorph是两个不同的生物融合在一起。
当帕特尔大约8岁的时候,他在后院的草地上发现了一只死去的雄性双尾燕尾蝶。他被它的美丽迷住了:那些黄色的鸟一样的翅膀从昆虫的身体上俯冲下来,只是作为弧形,涟漪和滴入括号。帕特尔把燕尾带了进去,装在一个雪茄盒里。他说服母亲给他缝了生平第一个蝴蝶网。从那时起,帕特尔收集了大约3万种昆虫。在过去的16年里,他一直在策划第二批藏品:不是实物标本,而是照片。帕特尔是世界上最著名的雌雄同体蝴蝶照片收藏家。
GynandroMorphs吸引Patel,因为它们是自然的实验,让他研究动物的发展方式。许多科学家归因于甘蓝型蝴蝶的存在于细胞分裂错误。像鸟儿一样,雄性蝴蝶在每个细胞中有两个Z染色体,而雌性细胞是ZW。当毛毛虫开始变态时,标准故事是,最终产生翅膀的分界细胞像往常一样将其染色体倍增,但未能正确地消除其两个子细胞中的性染色体。其中一个新细胞得到z和w,成为女性;另一个得到一个或两个z染色体并变成男性。这些细胞中的每一个是左翼或右翼的祖先,所以蝴蝶看一半的雄性,半雌性分裂在中间。
科学家们已经清楚地表现出这一情况,但一些帕特尔的照片让他认为GynandroMorphs也通过其他路线形成。每一个现在,他遇到了上面了解的直升机蝴蝶等标本。这是一个多彩部落的成员,其中雄性和女性看起来几乎相同。帕特尔将这种蝴蝶鉴定为GynandroMorph,因为其腹部的两半在尺寸和结构上不同,具有雄性生殖器和其他女性。它的翅膀应该是一样的,但他们不是。
Patel意识到,除了双重性之外,这种特殊的昆虫可能具有混合的身份。其翅膀上的模式背叛了潜在的遗传学,不能仅由女性和雄性细胞的混合物解释。一个名字的基因optix.例如,确定红线恩惠的缘风;另一个基因叫WNTA.就像一支黑色的记号笔,会把翅膀的各处都染黑。这两个基因都不在Z染色体或W染色体上——根据标准起源故事,这是雌雄同体的两个半体之间基因变异的唯一来源。4.然而,两种翅膀清楚地激活了不同的颜色模式基因,表明两个完全不同的基因组。当GynandroMorphs不同于性别特征时,Patel认为您可以在一个中看两只动物。
那怎么可能发生?昆虫蛋细胞留下一个较小的姐妹细胞,被称为极体 - 来自产生蛋细胞的细胞分裂的剩余。有时,两个精子会在鸡蛋内滑动并施肥鸡蛋的核以及极性体,产生两个胚胎,这些胚胎产生或多或少地像联合双胞胎。然而,这两个动物的细胞可能并不总是保持自己的侧面,这可以解释为什么甘蓝叶绿素具有双边不对称,有时会在中心线上溅出电池。虽然其他科学家曾提出过双重施肥账户,但帕特尔已经发现了一些最明确的证据。
GynandroMorphs的二元电话思考柏拉图座谈会,其中射频解释了与独特的创造神话的性别的起源:一开始,他说,有双重原始人和男人,女人,女人,以及男人和女人 - 直到他们的哈布里斯愤怒,宙斯将它们分成闪电螺栓。但这种二元性不仅仅是神话的东西。
科学家越多的生物的遗传成分,而且他们意识到我们都是多种生物。我们的每一个细胞都基本上有两个基因组:我们的细胞核中的人类和一个非人类藏在线粒体中,曾经自由生活微生物。千分之一的细菌覆盖我们的皮肤并居住在我们的肠内,将身体转变为微生物基因组的万花筒。在病毒和各种寄生虫的帮助下,相当多的外国基因渗透了我们的基因组。GynandroMorphs抓住我们的眼睛,因为他们的惊人差异似乎如此特殊。事实上,他们是反映我们所有人内部的曲折号的镜子。
Ferris Jabr是一位位于纽约的作家。他写了纽约时报,科学的美国,有线,新科学家,流行的力学,Nova接下来,和AWL。
参考
1.玛瑙,r.j.,等等。神经,而不是Gonadal,脑海罗马雀的脑性别差异的起源。国家科学院的诉讼程序One hundred.,4873-4878(2003)。
2.赵,D。等等。躯体性身份是鸡肉中的细胞。自然464,237-242(2010)。
3. Du,S.,Itoh,N.,Askarinam,S.,Spill,H.,Arnold,A.P.,&Voskuhl,与xx相比,CNS在实验性自身免疫性脑膜髓肌炎中赋予了更大的神经变性的性爱染色体的补充。国家科学院的诉讼程序111,2806-2811(2014)。
乔恩,等等。保守的超级基因座控制着色模式多样性直升机蝴蝶。公共科学图书馆生物学4.,e303(2006)。
铅图像是嘲笑者燕尾的照片(Papilio Dardanus)蝴蝶,用女性到左侧,中间的古andromorph,和男性在右边。牛津大学自然历史博物馆








