鳥兒為何這樣紅？
坦尚尼亞的朱胸斑雀的照片。來源：Staffan Andersson
在鳥的世界裡，紅色具有特殊的含義。許多物種使用紅色作為吸引異性或阻止競爭對手的信號，並將這顏色添加到它們的喙、羽毛或者裸露的皮膚。一般來說，對許多鳥類而言，紅色越多越好。目前，兩個小組的研究人員獨立地確定一個編碼酶的基因，這種基因允許一些鳥類將它們食譜中具有黃色色素的食物變成紅色色素。他們的研究成果發表在5月19日的《當代生物學》上。
「為了生產紅色的羽毛，鳥兒將黃色的食用色素類胡蘿蔔素轉化為紅色的色素，然後存入它們的羽毛。」葡萄牙波爾圖大學（Universidade do Porto）的MiguelCarneiro說。「鳥兒也在視網膜上的一種視錐細胞中積累相同的紅色色素，以給視網膜增強顏色視覺。我們發現一種酶的編碼基因，可以使鳥類進行黃色和紅色色素的轉換。」
「我們之間就已經知道有些鳥能夠將紅色的氧化類胡蘿蔔素變成黃色的類胡蘿蔔素，它們從食物中獲得這些色素，但是涉及的基因或酶以及結構位置還是模糊不清的。」劍橋大學（University of Cambridge）的NickMundy補充道。「我們的發現填補了這一空白，並為未來鳥類紅色染色的進化和生態學研究提供了基礎。」
Carneiro的團隊，包括聖路易斯的華盛頓大學（WashingtonUniversity）醫學院的Joseph Corbo和奧本大學（Auburn University）的GeoffreyHill，他們的發現多虧了100年前就使黃色金絲雀和紅色金翅雀雜交，並生產出世界上第一隻紅色金絲雀的金絲雀愛好者。在新的研究中，研究人員對比了黃色、紅色金絲雀和紅色金翅雀的基因序列，尋找與鳥類顏色相對應的基因的不同之處。
這張照片展示了紅色和黃色的紅雀。科學家們已經確定了允許鳥類例如紅雀具有紅色羽毛的基因。罕見的生產紅色色素缺陷的黃色紅雀偶爾能在野外見到。來源：Geoffrey E. Hill (紅色紅雀)和Jim McCormac (黃色紅雀)
他們的研究使他們發現了細胞色素P450酶，稱為CYP2J19。對基因表達進一步的分析表明，在紅色金絲雀的皮膚和肝臟上高水平的表達了這種酶，這強烈的暗示了這種酶是負責產生紅顏色的。
其他的報告里，Mundy和他的同事，包括哥德堡大學（University ofGothenburg）的Staffan Andersson和謝菲爾德大學（University of Sheffield）的JessicaStapley，通過比較斑胸草雀的獨特紅色喙，和突變斑胸草雀的黃色喙。斑胸草雀有三種相關的細胞色素P450基因，研究人員發現黃色喙的鳥的多個突變區域。他們進一步發現具有黃色喙的鳥幾乎檢測不到這種酶的水平。
研究人員表示，遺傳學發現為研究新的紅顏色的鳥類做好了準備。他們也提出了許多新的和有趣的問題。例如，現在鑒定的基因屬於已知的基因家族，該家族在解毒上發揮重要的作用。
「在性選擇上，紅色被認為是證明個體身體狀況的信號，能夠體現這一點的一個途徑是色素的類型或數量與其他生理過程相關，比如解毒。」Anderson說，「我們的研究結果將胡蘿蔔素代謝和解毒相關的基因聯繫在一起，這可能成為研究以胡蘿蔔素為基礎的信號的新亮點所在。」
科學家們已經確定了讓鳥類如玫紅麗唐納雀為羽毛生產紅色色素的基因。在這隻一歲雄鳥中，紅色基因在產生紅色羽毛的毛囊中被激活，並在產生黃色羽毛的其它毛囊中被關閉。來源：Geoffrey E. Hill
Corbo說，有一件特別令人驚奇的事，那就是「紅色基因」在許多鳥類的基因組中都被發現，而不僅僅是具有紅色羽毛的鳥。
「白天活動的鳥類用這種基因為視網膜生產出紅色的色素以加強視覺，」Corbo說，「然而，只有具有紅色羽毛的鳥才使這種基因在皮膚表達。這些發現表明，幾乎所有鳥類都有產生紅色羽毛的能力，但是為了確實實現這一點，他們必須努力向在皮膚里表達這種基因的方向進化，而不僅僅是在視網膜中表達。」
Mundy和Anderson現在回到了對鳥類的研究上，以再次尋找「紅色製造者」。非洲寡婦鳥和主教鳥展現了「不同物種之間巨大的差異」。最有趣的是，「這一組鳥類多次進化出耀眼的紅色，主要是由於我們描述過的機制，但也有一些非常有趣的例外。」
Corbo和同事們還計划去探索更多鳥類的紅色羽毛，研究它們是出於相同還是不同的機制。他們說，他們還將繼續使用金絲雀作為揭示鳥類遺傳基礎和其他有趣特徵的模型。
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