การผสมพันธุ์

วิวัฒนาการของสปีชีส์ใหม่มักเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงลักษณะการผสมพันธุ์ สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อสมาชิกของประชากรที่แตกต่างกันของสปีชีส์หนึ่งๆ ยุติการผสมพันธุ์กันเพราะพวกเขาไม่พบคู่ที่มีศักยภาพที่น่าสนใจเพียงพออีกต่อไป ผีเสื้อเขตร้อนสองชนิดที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดคือ Heliconius melpomene และ Heliconius cydno เป็นตัวอย่างที่น่าสนใจของปรากฏการณ์นี้ ทั้งสองสายพันธุ์มักบินเข้าหากัน และการผสมข้ามระหว่างพวกมันอาจส่งผลให้เกิดลูกผสมที่เจริญพันธุ์ได้ -- อย่างไรก็ตาม บุคคลทั้งสองชนิดแทบจะไม่เคยผสมพันธุ์กันเองในป่าเลย อุปสรรคที่ชักนำให้เกิดพฤติกรรมเช่นนี้เกิดขึ้นได้อย่างไรนั้นไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด "เมื่อการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมเป็นไปตามสายพันธุกรรม เนื่องจากการเลือกคู่ครองดูเหมือนจะอยู่ในผีเสื้อของเรา พวกมันจะต้องเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงในความรู้สึก นั่นคือการสื่อสารทางธรรมชาติยีนเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนวิธีการประมวลผลสิ่งเร้าทางสายตาระหว่างการเกี้ยวพาราสี โดยไม่เปลี่ยนวิธีที่ผีเสื้อรับรู้โลกในบริบทอื่น H. melpomene และ H. cydno ต่างกันที่รูปแบบสีที่โดดเด่นบนปีกของพวกมัน ซึ่งทำหน้าที่เตือนผู้ล่าที่มีศักยภาพว่าพวกมันน่ารังเกียจ H. melpomine มีปีกสีดำที่มีแถบสีแดงและแถบสีเหลืองบางๆ ในขณะที่ปีกของ H. cydno มีแถบสีขาวบนพื้นหลังสีดำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งตัวผู้ของแต่ละสปีชีส์แสดงความสนใจอย่างชัดเจนสำหรับผู้หญิงที่มี 'โครงร่างสี' เหมือนกับตัวมันเอง ในการค้นหาปัจจัยทางพันธุกรรมที่รองรับความแตกต่างใน การผสมพันธุ์ เหล่านี้ Merrill และเพื่อนร่วมงานของเขาเคยระบุภูมิภาคจีโนมสามแห่งซึ่งเกี่ยวข้องกับพฤติกรรมการผสมพันธุ์ที่แตกต่างกัน หนึ่งในบริเวณเหล่านี้บนโครโมโซม 18 มีผลอย่างมากต่อระดับการคงอยู่ของผู้ชายที่ไล่ตามผู้หญิงที่เขาเลือก ที่น่าทึ่งก็คือ ยีนที่เรียกว่า optix ซึ่งควบคุมการแสดงออกของแถบสีแดงบนปีกของ H. melpomene อยู่ในส่วนโครโมโซมเดียวกันนี้ อย่างไรก็ตาม แม้ว่างานวิจัยนี้จะเปิดเผยว่ายีนอย่างน้อยหนึ่งยีนในบริเวณที่ค่อนข้างสั้นของโครโมโซมนี้จะต้องส่งผลต่อพฤติกรรมความชอบของคู่ครอง แต่ช่วงดังกล่าวมียีนมากกว่า 200 ยีน ในการศึกษาใหม่ Matteo Rossi นักศึกษาระดับปริญญาเอกที่ทำงานในกลุ่มของ Merrill ได้เปรียบเทียบลำดับและกิจกรรมของยีนเหล่านี้ในเนื้อเยื่อประสาท ซึ่งรวมถึงสมองส่วนกลาง โครงสร้างออปติก และ 'ommatidia' (หน่วยจอประสาทตาที่สร้างแง่มุมของ ตา) -- ของ H. melpomine และ H. cydno พวกเขาสามารถระบุยีนห้าตัวที่อยู่ในช่วงเวลานี้ซึ่งแตกต่างกันระหว่างสองสายพันธุ์และเกี่ยวข้องกับการตั้งค่าการมองเห็นที่แตกต่างกัน สิ่งสำคัญที่สุดคือ ยีนสามตัวเหล่านี้เป็นรหัสของโปรตีนที่มีบทบาทสำคัญในการส่งสัญญาณประสาท "โดยรวมแล้ว ลักษณะของยีนที่เป็นผู้สมัครของเราแสดงให้เห็นว่าความชอบที่แตกต่างกันสำหรับสีของปีกของคู่ที่มีศักยภาพนั้นน่าจะขึ้นอยู่กับความแตกต่างในการประมวลผลข้อมูลภาพ