有些金龜子(scarab beetle)前方配備一支很帥氣的角,不同物種的型號還有差異。甲蟲的角從何而來,是演化上很有趣的問題,角這種構造看起來是突然出現,沒有由類似的結構物衍生而成。這個 2019 年的論文發現,讓甲蟲長角的基因,其實與翅膀有關!

Beetle horns evolved from wing serial homologs

via 這裡

 

似乎也有很多人對柯南裡的角蘭有興趣(誤)

 

這個論文,研究嗡蜣螂屬(Onthophagus)的 3 個物種:Onthophagus sagittariusOnthophagus taurusOnthophagus binodis。原本的目的,應該是想調查哪些基因,影響翅膀的生長。

 

已經知道有些基因,可能參與翅膀的生長過程;於是論文採取 RNA干擾(RNAi)各自去抑制這批基因表現。 結果好幾個基因的作用受到干擾時,翅膀生長確實大受影響,但是長不出來的不只翅膀,原本應該長在前胸(prothoracic)的角也跟著不見惹! 

 

 

論文做惹一系列各部位與時期,基因表現的分析,各位有興趣請自己閱讀。 重點是,導致翅膀發育的基因,對於角的發育也是必需的;不過當角的發育被那些基因啟動以後,那批基因就不再作用,切換為另一群基因調控,繼續把角長完。

 

以遺傳演化的角度思考,生物體的所有新發明,不論看起來多麼新奇,勢必都源自於某些舊材料。

 

甲蟲的角,乍看沒有類似的演化先驅物;這個研究卻證實甲蟲的角的誕生,其實是參與翅膀生長的基因,功能產生改變所致。 這項發現讓我們更為認識「演化創新(evolutionary novelty)」的涵義。

 

 

另一點有趣,不過論文沒有追究的是,角有明顯的性別差異,多半只有男生會長出明顯的角,女生不會。相關基因當年是如何改變,才演化成這樣,也很有意思。

 

所以我說那個角蘭的角是怎樣長出來的(喂

短篇  讓甲蟲長角的基因,原本是長翅膀

隱翅蟲的毒液生化武器,演化上如何組裝而成?

組合新生命—千變萬化的生物,竟然有一以貫之的道理?

 

論文短評:

The multistep morphing of beetle horns 

新聞稿:

Dung beetle discovery revises biologists' understanding of how nature innovates

Science 新聞:

Dung beetles borrowed wing genes to grow their horns 

 

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