科学家毕生研究鸟类染色体进化
在过去25年间，每到夏季，生物学家Rusty Gonser就与妻子Elaina Tuttle都会到阿第伦达克山脉克兰伯里湖的野外台站。
现在，当把船系在摇摇晃晃的木码头后，Gonser听到了熟悉的鸟鸣声。这是白喉带鹀在唱求偶歌。但他却再也听不到妻子的笑声了，这是数十年来，Gonser第一次独自来到克兰伯里湖。就在几周前，Tuttle因乳腺癌去世了。
白喉带鹀 图片来源：Michael Stubblefield
而他们将几乎整个职业生涯都奉献给了白喉带鹀生物学研究。就在52岁的Tuttle死前6个月，这对夫妻和他们的团队发表了一份论文，而这也是其研究的顶峰。它解释了偶然的基因突变如何将一个物种置于不寻常的进化路径上。
突变使2号染色体的大部分发生倒置，使其不能与等位染色体配对并交换遗传信息。倒置后1100多个基因作为一个巨大“超基因”被遗传下去，并最终导致两个不同的“形变”——不同鸟类亚型，它们的颜色和行为均不同，而这些都与倒置的演变有关。
而Tuttle和Gonser的成绩在于揭示这个过程与人类X和Y染色体等某些性染色体的早期进化几乎相同。研究人员意识到，除了两条已有的性染色体外，鸟类还进化出了另外两条类似性染色体的染色体。
美国东卡罗来纳大学进化生物学家Christopher Balakrishnan说，“这种鸟的表现得好像有四种性别。一只鸟只能与1/4的鸟交配。而有两个以上性别的性系统非常罕见。”他和Gonser、Tuttle一起工作。
这项工作也有助于解释一个长期存在的生物学家难题。它展示了两条相同的染色体如何演变成不同的亚型，而这可以定义一个物种的性别，以及它们不同的行为。“这些鸟组成了一个令人惊讶的系统，能够窥探其性染色体进化具有巨大意义。”瑞士伯尔尼大学进化生态学家Catherine Peichel说。
更不寻常的是，Gonser和Tuttle的项目积累了近30年的数据。“这在生物学界几乎‘前无古人’。”美国亚利桑那州立大学计算生物学家Melissa Wilson Sayres说。
痛失爱妻后，Gonser仍决定继续该项目。去年夏天，他回到田间工作站，并利用这只小花园鸟了解性染色体如何演变。
灵感迸发
1991年，Tuttle和Gonser在纽约州立大学初次见面，彼时他们都是生态学博士生。Gonser在纽约五指湖研究波多黎各蛙，而Tuttle也在这里研究鱼类生态。也是在这里，她对白喉带鹀产生了深深的好奇。
这种鸟在北美东部比较常见，乍一看，它相当平淡，所有的鸟都有棕褐色和灰色的羽毛，除了下巴的白色斑块以及眼睛和喙之间明亮的黄斑。但仔细观察后，能发现有两种不同的类型：一些头上有白色条纹，一些则是褐色条纹。而且，鸟类学家和自然主义者早已知道，这两个变体的行为方式不同。
棕褐色条纹的鸟似乎不爱唱歌，一夫一妻，且努力保护幼鸟不受捕食者攻击。而白条纹的鸟似乎更有攻击性、对后关心不多。而且，Gonser提到，白纹鸟只与棕褐纹鸟交配。这是一种相对不寻常的现象，被称为异型配种。而Tuttle感兴趣的是：为什么两个变体会有这种行为方式?
当时，文献就已经提供了很多线索。1966年，鸟类学家H.T.Torneycroft在《科学》上发表论文，指出了这种鸟不寻常的染色体对。棕褐色鸟携带两个相同的2号染色体副本，但在白鸟中，一个副本发生了倒置。这好像有人用剪刀，剪掉了大部分染色体，然后又倒置放回去。
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现在，当把船系在摇摇晃晃的木码头后，Gonser听到了熟悉的鸟鸣声。这是白喉带鹀在唱求偶歌。但他却再也听不到妻子的笑声了，这是数十年来，Gonser第一次独自来到克兰伯里湖。就在几周前，Tuttle因乳腺癌去世了。
白喉带鹀 图片来源：Michael Stubblefield
而他们将几乎整个职业生涯都奉献给了白喉带鹀生物学研究。就在52岁的Tuttle死前6个月，这对夫妻和他们的团队发表了一份论文，而这也是其研究的顶峰。它解释了偶然的基因突变如何将一个物种置于不寻常的进化路径上。
突变使2号染色体的大部分发生倒置，使其不能与等位染色体配对并交换遗传信息。倒置后1100多个基因作为一个巨大“超基因”被遗传下去，并最终导致两个不同的“形变”——不同鸟类亚型，它们的颜色和行为均不同，而这些都与倒置的演变有关。
而Tuttle和Gonser的成绩在于揭示这个过程与人类X和Y染色体等某些性染色体的早期进化几乎相同。研究人员意识到，除了两条已有的性染色体外，鸟类还进化出了另外两条类似性染色体的染色体。
美国东卡罗来纳大学进化生物学家Christopher Balakrishnan说，“这种鸟的表现得好像有四种性别。一只鸟只能与1/4的鸟交配。而有两个以上性别的性系统非常罕见。”他和Gonser、Tuttle一起工作。
这项工作也有助于解释一个长期存在的生物学家难题。它展示了两条相同的染色体如何演变成不同的亚型，而这可以定义一个物种的性别，以及它们不同的行为。“这些鸟组成了一个令人惊讶的系统，能够窥探其性染色体进化具有巨大意义。”瑞士伯尔尼大学进化生态学家Catherine Peichel说。
更不寻常的是，Gonser和Tuttle的项目积累了近30年的数据。“这在生物学界几乎‘前无古人’。”美国亚利桑那州立大学计算生物学家Melissa Wilson Sayres说。
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1991年，Tuttle和Gonser在纽约州立大学初次见面，彼时他们都是生态学博士生。Gonser在纽约五指湖研究波多黎各蛙，而Tuttle也在这里研究鱼类生态。也是在这里，她对白喉带鹀产生了深深的好奇。
这种鸟在北美东部比较常见，乍一看，它相当平淡，所有的鸟都有棕褐色和灰色的羽毛，除了下巴的白色斑块以及眼睛和喙之间明亮的黄斑。但仔细观察后，能发现有两种不同的类型：一些头上有白色条纹，一些则是褐色条纹。而且，鸟类学家和自然主义者早已知道，这两个变体的行为方式不同。
棕褐色条纹的鸟似乎不爱唱歌，一夫一妻，且努力保护幼鸟不受捕食者攻击。而白条纹的鸟似乎更有攻击性、对后关心不多。而且，Gonser提到，白纹鸟只与棕褐纹鸟交配。这是一种相对不寻常的现象，被称为异型配种。而Tuttle感兴趣的是：为什么两个变体会有这种行为方式?
当时，文献就已经提供了很多线索。1966年，鸟类学家H.T.Torneycroft在《科学》上发表论文，指出了这种鸟不寻常的染色体对。棕褐色鸟携带两个相同的2号染色体副本，但在白鸟中，一个副本发生了倒置。这好像有人用剪刀，剪掉了大部分染色体，然后又倒置放回去。
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