广泛的基因渗入与新性染色体在鲣鸟多样化和物种形成中的潜在作用

由 root 提交于 周五, 10/16/2026 - 21:57

内容形式:摘要译文

海洋类群中的物种形成具有动态性和复杂性,往往发生在不存在阻止基因流动的绝对地理屏障的情况下。鲣鸟由七种具有高度迁徙能力的海鸟组成一个支系,在东太平洋具有较高的多样性;在该区域,现存姊妹种之间没有陆地屏障,且杂交现象十分普遍。鲣鸟在裸露部位的颜色上表现出显著多样性,这种颜色是传递配偶质量的重要信号;同时,它们还具有一种新颖的多重性染色体系统(Z1Z2Z1Z2 / Z1Z2W),该系统很可能源于一条祖先常染色体微染色体与W染色体的融合。为在基因流动背景下理解物种形成过程,我们对29个鲣鸟基因组进行了短读长测序与分析,并组装了北方塘鹅的参考基因组,以便:(1)检验基因渗入;(2)刻画跨物种的基因组分化模式;(3)探究新性染色体的基因组成及其演化。我们发现,东太平洋姊妹类群之间的分化在时间上与冰期极盛期相对应。在冰期极盛期之间的时期,两对姊妹种(蓝脚鲣鸟与秘鲁鲣鸟;面罩鲣鸟与纳斯卡鲣鸟)表现出明显的间歇性基因渗入信号,表明物种形成经历了多个分化期,并随后发生基因流动。然而,在第三对姊妹种中,基因组信号显示,棕鲣鸟种群内部的分化程度高于棕鲣鸟与科科斯鲣鸟之间的分化程度。我们还在W染色体的新性区域上鉴定出表皮分化复合体——一个参与皮肤、羽毛、喙和爪发育的基因盒;该基因盒跨越了推定的重组区与非重组区之间的边界,并且其确切位置在不同物种间存在差异,

重组抑制边界。我们推断,该复合区域可能促成了鲣鸟类羽毛及裸露部位颜色的多样性。总体而言,这些结果表明,一类高度迁徙海鸟的多样化与物种形成源于复杂的演化历史,其中涉及历史气候动态、基因渗入以及性染色体演化。

关键词:基因渗入 · 物种形成 · 新性染色体 · 基因组分化 · 海鸟进化

原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.17.739190v1?rss=1