一只典型的胡椒蛾。(Henrik Larsson/Shutterstock) 胡椒蛾是自然选择进化的代表物种。典型的胡椒蛾，Biston betularia，是白色带有黑色斑点，这种配色方案有助于它躲藏在浅色树皮上，躲避捕食者。但在英国工业革命期间，燃煤工厂的黑烟将建筑物和树木熏得漆黑一片。1848年，第一只完全黑色的胡椒蛾被发现，到1895年，在曼彻斯特观察到的胡椒蛾中，近98%是黑色形式，被称为carbonaria。人们认为，在黑化的工业环境中，深色蛾子躲过了饥饿的鸟类，而黑色蛾子得以生存并将它们的基因遗传下去——这是自然选择在起作用。现在，利物浦大学的科学家们已经确定并确定了导致胡椒蛾变黑的基因突变，为这个经典案例增添了新的细节。他们的发现于周三发表在《自然》杂志上。
变黑的胡椒蛾。(Steve McWilliam/Shutterstock)
基因组时间线
为了确定导致蛾子转变的突变，研究人员比较了实验室中浅色蛾子和深色蛾子的DNA，寻找可能揭示carbonaria突变的差异。经过长时间的搜索，他们确定一个转座子插入了蛾子的cortex基因中，导致了色素变化。转座子，或所谓的“跳跃基因”，是一段可以移动到基因组不同部分并改变基因表达的DNA片段。研究人员使用基于模拟的统计模型来追溯突变发生的时间，得出结论：“跳跃”发生在1819年——上下浮动10年。研究人员表示，又过了30年，这种突变才在蛾子种群中普遍到可以被观察到。
共享基因
在第二篇单独的论文中，同时发表在同一本期刊上，来自剑桥大学和谢菲尔德大学的研究人员证明，同样的cortex基因使得热带的Heliconius蝴蝶能够模仿彼此鲜艳的颜色并抵御捕食者。Heliconius蝴蝶不是融入环境，而是利用它们狂野的颜色作为警告信号，以表明它们的毒性。两个研究小组最终都指向了cortex基因，这有点令人惊讶，因为以前认为这个基因不参与色素沉着。例如，在果蝇中，cortex基因有助于控制细胞分裂。这两个物种长期以来一直是查尔斯·达尔文进化论的杰出范例，现在，多亏了这些教科书般的物种，研究人员开始确定驱动这一过程的基因开关。
