[PHYS ORG] 다윈의 새새끼들 중 일부가 노란색 부리를 가지고 있는 이유

카로티노이드는 조류에서 발견되는 매우 다양한 색상의 기본 색소이며 빨강, 노랑 및 주황색의 기초를 형성합니다. 에 발표된 연구에서 현재생물학, Uppsala University와 Princeton University의 연구원들은 일부 다윈의 새끼 핀치새의 노란 부리에 대한 유전적 기초를 밝혀냈습니다.

새는 스스로 카로티노이드를 생산할 수 없으며 곤충이나 식물과 같은 카로티노이드가 함유된 음식을 섭취하여 카로티노이드를 얻을 수 없습니다. 사실, 새들 사이에서 관찰할 수 있는 부리, 다리, 깃털 색깔의 많은 변화는 종 카로티노이드 때문입니다. 그러나, 그 유전적 근거 수백만 개 중 어느 것을 유추하는 것이 불가능하기 때문에 이 변형은 제대로 이해되지 않고 있습니다. 유전적 차이 종 간의 카로티노이드 색소 침착의 차이를 조절하고 있습니다. 그러나 종 내에서 변이가 발생하면 연구자는 현대 유전 도구를 사용하여 가시적 표현형의 기저에 있는 DNA 서열의 변이를 식별할 수 있습니다.

갈라파고스의 다윈 핀치새는 여러 종의 새끼새의 부리 색깔이 노란색(카로티노이드 함유) 또는 분홍색(카로티노이드 부족)이기 때문에 그러한 기회를 제공합니다. 다윈의 핀치 부리 색깔의 특이한 점은 새가 둥지를 떠나기 전에만 볼 수 있다는 것입니다. 성인이 되면 대부분의 다윈 핀치새의 부리는 멜라닌 침착으로 인해 완전히 검은색입니다.

“우리는 노란색과 분홍색 부리가 있는 수백 마리의 새의 전체 게놈을 시퀀싱한 결과, 이들 그룹 사이의 유일한 일관된 차이점은 카로티노이드를 분해하는 효소 베타-카로틴 옥시게나제 2를 코딩하는 유전자 BCO2의 단일 염기 변화라는 것을 발견했습니다.”라고 Erik은 말합니다. 웁살라 대학교에서 박사후 연구원으로 이 분석을 수행한 Enbody.

Enbody는 “특정 유형의 카로티노이드를 분해하는 정말 흥미로운 유전자이며 우리가 확인한 유전적 돌연변이를 가진 핀치새는 이 유전자를 더 적은 양으로 발현하여 노란색 카로티노이드 색소가 부리에 침착되도록 합니다”라고 말합니다.

“우리는 노란색 다리를 가진 국내 닭이 BCO2의 조절 돌연변이로 인해 피부에서 이 효소를 발현하지 않는다는 것을 보여주었을 때 척추동물의 카로티노이드 색소 침착을 조절하기 위한 BCO2의 중요성을 처음 발견했습니다. 그 이후로 BCO2가 마스터라는 것이 분명해졌습니다. 웁살라 대학과 텍사스 A&M 대학의 Leif Andersson은 “본 연구에서 설명된 척추동물의 카로티노이드 색소 침착 조절제”라고 말했습니다.

돌연변이는 갈라파고스 제도의 다윈 핀치새 종에 걸쳐 존재하며, 이를 통해 연구자들은 약 500,000년 전에 돌연변이의 기원을 확인할 수 있었습니다. 이것은 부리 색깔을 조절하는 돌연변이가 오늘날 다윈의 핀치 종의 많은 기원보다 앞선다는 것을 의미합니다. 연구원은 프린스턴 대학의 Peter와 Rosemary Grant가 수집한 샘플을 사용하여 갈라파고스의 작은 섬에서 40년 동안 일부 다윈 핀치새의 부리 색 변화를 추적하기 위해 돌연변이를 사용했습니다.

Peter와 Rosemary Grant는 “선인장 전문 핀치인 Common Cactus Finch의 부리 색깔이 섬에 있는 선인장의 가용성에 따라 다르다는 것을 발견했습니다.”라고 설명합니다. “카로티노이드는 선인장 핀치가 소비하는 Opuntia 선인장 꽃의 꽃가루와 꿀에 존재하기 때문에 새끼들에게 노란색 부리 색깔이 얼마나 흔한지에 영향을 미칠 수 있습니다. 우리가 확인한 한 가지 이점은 노란색 돌연변이를 가진 사람들의 부화 성공률이 더 높다는 것입니다. 노란 부리 핀치새가 알에 더 많은 카로티노이드를 축적하면 가능할 수 있습니다. 카로티노이드는 계란 노른자의 노란색을 나타내는 기초입니다.”라고 Peter와 Rosemary Grant가 말했습니다.

“카로티노이드 색소는 엄청나게 다양한 동물의 깃털과 피부에 어디에나 존재합니다. 색상 걸쳐 관찰 가능 새 종. 종의 변이는 종의 차이가 어떻게 진화하는지에 대한 단서를 제공할 수 있으며, 다윈의 핀치새의 이러한 발견은 카로티노이드 색소 침착은 다이어트와 관련이 있을 수 있습니다.”라고 Erik Enbody는 말합니다.