探秘：蝴蝶翅膀令人讚歎的顏色從何而來

蝴蝶的翅膀對於眼睛而言，就像交響樂對於耳朵一樣。現在，一個國際研究團隊發現了一種有趣的遺傳機制，它促成了我們在蝴蝶翅膀上所看到的充滿活力且複雜的圖案。

他們的發現？是一種 RNA 分子，其在決定蝴蝶翅膀上黑色色素的分佈方面起着關鍵作用。而令人驚訝的是，轉折在於——它並非我們之前所認爲的蛋白質。

這項研究由來自喬治華盛頓大學和劍橋大學的博士後科學家盧卡·利夫拉吉（Luca Livraghi）領導。

幾個世紀以來，研究人員一直對蝴蝶如何在翅膀上生成令人歎爲觀止的美麗圖案和顏色感到好奇。

發育中的蝴蝶翅膀細胞裡的遺傳密碼實際上決定了翅膀鱗片上顏色的特定排列——就如同彩色像素的排列形成數字圖像一般。解碼這一點可能爲理解我們的基因如何構建我們的解剖結構鋪平道路。

長期以來，科學家們都知道蛋白質編碼基因在這些過程中至關重要。但當涉及黑色色素時，這項研究呈現出了一個完全不同的景象。

該團隊發現，在蝴蝶變態過程中，一個生成 RNA 分子（而非蛋白質）的基因掌控着深色色素的形成位置。

“我們的發現太令人驚訝了，”利夫拉吉說道。“這種 RNA 分子直接左右着翅膀上黑色色素出現的位置，以一種我們始料未及的方式造就了蝴蝶的顏色圖案。”

通過對 RNA 分子的活性進行檢查，研究人員發現 RNA 表達的位置和黑色鱗片形成的位置之間存在着完美的關聯。

“從這個層面來講，它的確是一種進化的畫筆，並且從其在幾個物種中的效果來看，還是一種頗具創意的畫筆，”喬治華盛頓大學生物學副教授阿諾德·馬丁說道。

該團隊在其充滿好奇的探索過程中，對其他幾種蝴蝶中的新發現的 RNA 進行了檢查，這些蝴蝶在大約 8000 萬年前的進化歷程中有所差異。那結果如何呢？RNA 已經進化至能夠控制深色色素圖案裡的新位置。

“從 幾個物種 的 CRISPR 突變體中獲得的一致結果確實表明，這種 RNA 基因並非近期的發明，而是控制蝴蝶翅膀圖案多樣性的關鍵祖傳機制，”波多黎各大學的生物學教授裡卡多·帕帕指出。

“這種 RNA 分子顯然在翅膀圖案的進化中起着至關重要的作用。誰知道生物學家由於未關注基因組的暗物質還錯過了哪些現象？”喬治華盛頓大學的博士後科學家和訪問學者喬·漢利總結道。

這項研究從根本上挑戰了我們長期以來關於基因調控的假設。它爲研究動物可見特徵的進化開闢了新的探索途徑。

蝴蝶翅膀圖案的遺傳機制在科學領域可能看似是一個特定的小衆領域，但它的影響在生物學領域廣泛深遠。

這項研究的發現不僅闡明瞭蝴蝶着色背後的神秘過程，也爲更廣泛地理解其他物種的遺傳學鋪平了道路。

隨着研究人員繼續探究 RNA 在蝴蝶翅膀圖案中的作用，整個動物界很可能都存在類似的遺傳機制。

未來的研究或許會聚焦於 RNA 對其他表型特徵產生影響的可能性，爲進化生物學和遺傳學提供新的見解。

這種將 RNA 視爲蝴蝶發育過程中功能性角色的新認知，迫使科學家重新審視他們的方法和假設，有可能在不同的生物領域帶來變革性的發現。

所以，下次你欣賞蝴蝶的翅膀時，請記住，所見並非全部。有一種有趣的遺傳機制在發揮作用，由一種界定深色色素圖案的 RNA 分子主導。不得不說，大自然具有高超的藝術感！

該研究發表在《美國國家科學院院刊》雜誌上。