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丝绸之路:一只飞蛾如何成为经济强国

通过基因学探索家蚕(Bombyx mori)的起源及其在丝绸之路贸易网络中的关键作用。

作者:Gemma Tarlach
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家蚕,这种不起眼的蚕,建立起了全球贸易网络——但它如何成为经济强国的完整故事一直不确定。一项新的基因研究揭示了更详细的背景故事。(图片来源:维基共享资源/Fastily) 丝绸之路运输的不仅仅是丝绸。香料、谷物、牲畜和无数其他物品在松散的道路和海上航线网络上供应,这些网络在古代和中世纪世界的宗教和文化思想传播中也发挥了核心作用。但我们不称之为香料之路,也不称之为谷物之路。虽然“丝绸之路”这个词是19世纪的发明,但它反映了蚕的重要性,它为世界上最著名的织物提供了原材料。问题是:这些小虫子是从哪里开始吐丝的呢?虽然许多无脊椎动物会分泌蛋白质纤维来制造丝绸,但只有一种,即家蚕(严格来说是家蚕蛾的幼虫),能产生足够多的、质量始终如一的丝绸,以用于大规模生产这种令人垂涎的织物。这就是为什么在动物驯化史上,家蚕是唯一完全被驯化的无脊椎动物(抱歉,各位养蜂人……我们的带翅膀的蜜蜂严格来说并未完全驯化)。例如,与蜜蜂不同,家蚕无法在野外独立生存。这种蛾子已经失去了飞行能力,因此没有人类干预就无法繁殖。幼虫和蛾子也失去了色素沉着,使其在自然环境中失去了伪装。家蚕是从原产于中国的桑蚕蛾驯化而来,它比其野生近亲能生产更多的丝纤维,茧也更大。(如果您想知道整个丝绸制作过程是如何发生的:经过多次蜕皮后,蚕会从唾液腺分泌蛋白质纤维,这些纤维变硬成为细丝,它们用这些细丝在自己周围纺出保护性的茧,以进行最终的蜕皮和蛹化阶段。人类会收获这些茧,通常将其煮沸以分离纤维,便于人类纺线,制作成线、纱,最终成为华丽的服装。在这个过程中被杀死的蚕在许多文化中被食用。)虽然大多数考古证据表明家蚕起源于5000年前(甚至可能更早)的中国,但具体细节一直不为人知。今天,研究人员宣布了一项努力,借助遗传学和这种小毛虫的技能所建立的贸易网络,揭示家蚕的起源。品系来源 该团队从137个家蚕品系中提取了遗传物质,其中包括源自古代品系的当地培育品系以及目前用于现代养蚕业的近期开发的“改良品系”。他们对DNA进行了测序,并将其与野生近亲的基因组进行了比较。在确定了一百多个品系及其更远亲缘关系之间的遗传关系后,研究人员发现中国当地品系与家蚕的野生祖先桑蚕最接近,从而证实了家蚕起源于中国。特别是中国的一个品系CHN-L-M4似乎与其他所有品系混合了基因,暗示它可能是原始家蚕,或与原始家蚕密切相关。虽然研究人员没有推测该品系是所有其他品系的祖先,但他们确实描绘了家蚕的传播——字面上。也许不足为奇,这种动物曾多次从中国分散,沿着丝绸之路的不同分支扩展到欧洲、南亚和中国南部。

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研究中测序的不同家蚕品系的分散沿着丝绸之路的不同分支(陆路路线为红色和橙色,海路路线为蓝色)。三角形表示采样品系的位置;颜色反映了它们与其他品系的相似性,并表明在多次事件中沿着这条传奇贸易网络的扩散。(图片来源:Xiang et al 2018, 10.1038/s41559-018-0593-4)获取山羊基因 今天的研究还揭示了与其他家养动物甚至植物的一些有趣联系。例如,家蚕和许多农作物都具有与改善氮利用相关的基因特征,这可以提高蛋白质产量。一个相关的基因特征也出现在山羊身上,并与羊毛生产有关,尽管其在动物驯化过程中的选择机制仍不清楚。家蚕还与家兔共享一个与行为相关的相似基因变异。尽管研究人员指出了它的存在,这可能是许多动物驯化过程的结果,但他们没有推测它可能赋予两种动物什么特性。这项研究今天发表在《自然生态与进化》杂志上。

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