Исследование, во главе с Кимберли Росволом, доцентом в Колледже IU Искусств и Отделе Наук Биологии, находит, что яички – или гонады – оказывают большее влияние, чем ранее мысль в эволюции. Исследование проводилось в двух подвидах темноглазого юнко, типе американского воробья.Юнко с белыми крыльями или Хунко hyemalis aikeni, найден в Блэк-Хилс Южной Дакоты. Юнко цвета большого списка или Хунко hyemalis carolinensis, из Аппалачи в Вирджинии.
Первое больше и более агрессивно; другой меньше и более послушен.Исследования опубликованы в журналах Гормонов и Поведения и Интегральной и Сравнительной Биологии.
Первая бумага сравнивает подвиды в их выражении ферментов, которые делают тестостерон в гонаде. Вторая работа исследует, как гонады подвидов отличаются по выражению гормональных рецепторных генов напряжения, которые, как известно, понижают тестостерон.«Большинство эндокринологов скажет Вам, что установленные тестостероном черты, такие как физическое появление или поведение отрегулированы нисходящим способом – что мозг действует как ‘генеральный директор’, говоря остальную часть тела, что сделать», сказал Росвол. «Но наши данные предполагают, что эта модель CEO упрощена, и что рабочие в тестостероне ‘фабрика’ – гонада – могут на самом деле играть важную роль в расхождении черты».По сравнению с юнко Вирджинии птицы Южной Дакоты не только более крупные и более агрессивные, они также имеют более роскошное оперение, включая большее количество белых перьев на хвосте и видных белых брусков на их крыльях.
Все эти черты под влиянием тестостерона, который, как широко признают, в биологии влияет на черты, важные в естественном отборе, такие как выживание и воспроизводство.В населении некоторые мужчины производят больше тестостерона, другие производят меньше. За эволюционное время, средние уровни тестостерона – и черты, которые тестостерон регулирует, такие как агрессия, размер тела, и даже родительский уход или сексуальное влечение – могут развиться, чтобы удовлетворить данной окружающей среде.
Геномные механизмы, которые позволяют уровням тестостерона развиваться, однако, не хорошо поняты.Чтобы провести их исследование в области темы, Rosvall и коллеги изучили гонады этих двух подвидов в дикой природе и в неволе. В случае юнко Южной Дакоты результаты предположили, что у гонад более мускулистых птиц просто было более богатое производящее тестостерон оборудование.
Когда исследователи рассматривали птиц со стимулирующим тестостерон гормоном, птицы Южной Дакоты смогли сделать больше тестостерона быстрее и сохранять поднятым дольше.«У животного, которое сохраняет тестостерон поднятым для дольше, должно быть большее выражение этих установленных тестостероном особенностей», сказал Росвол.Во втором исследовании Rosvall и коллеги нашли дополнительную причину для более низких уровней тестостерона у юнко Вирджинии. Яички меньших птиц выразили более высокие уровни гормональных рецепторов напряжения – известные ингибиторы производства тестостерона.
Механизм, которыми результатами тестостерона в различных чертах вовлекает гормональные рецепторы, найденные в мозг и тело. Когда тестостерон связывает с этими местами, он затрагивает экспрессию генов, которые влияют на особенности, такие как поведение, размер тела и оперение.«На геномном уровне Вы можете действительно видеть значительную разницу между этими большими, сексуальными юнко и их меньшими, менее агрессивными кузенами», сказал Росвол. «Поскольку мы все еще видели некоторые из этих различий в мужчинах, которых мы захватили как подростки, наше исследование предполагает, что эти различия в гонаде генетические, или запрограммированные очень рано в жизни».
Результаты значительные, потому что они бросают вызов преобладающей теории, которая гормонально отрегулировала различия в черте между разновидностями, управляются в основном мозгом. В более ранних исследованиях команда IU посмотрела на различные аспекты мозга и гипофиза, железы, которая выступает в качестве посредника между мозгом и гонадой с результатами, которые предложили некоторое различие между гонадами в высоком – против мужчин низкого тестостерона.
«Эти исследования определяют те различия», сказал Росвол. «Это имеет реальные последствия для растущих областей эволюционной эндокринологии и экологической геномики.«Является ли это птицами или мышами или людьми, тестостерон влияет на большое количество черт по своей природе – черты, которые влияют, кто живет или умирает, кто соединяет или не делает», добавила она. «Наше исследование предполагает, что сама гонада – важный игрок в эволюционном процессе».