科学家能“剪出”蝴蝶翅膀颜色

蝴蝶翅膀有华丽而复杂的图案，从令人难忘的眼睛图案到美丽的蓝色条纹。研究人员曾认为，这是复杂基因协调形成的最终模式。然而，最近发表的两项研究表明，这两种基因在决定蝴蝶翅膀的条纹和颜色方面发挥着重要作用。关闭这些基因会扰乱蝴蝶的模式，甚至让它们黯然失色。相关论文最近发表在《美国国家科学院院刊》上。

美国康奈尔大学进化发育生物学家鲍勃·里德(Bob Reed)负责其中一项研究，也是另一项研究的合著者，他提到，这些研究挑战了关于蝴蝶翅膀形态形成的传统观点，同时，理解翅膀形态形成的内在发育遗传机制使科学家能够更深入地理解适应性特征的进化，如昆虫躲避捕食者和吸引配偶。

康奈尔大学的张琳琳和里德领导的研究小组利用CRISPR-Cas9基因组编辑技术，发现一种叫做optix的基因控制蝴蝶翅膀的各种颜色。在接受《中国科学》采访时，张琳琳说，当阿哥利香草蝴蝶卵中的optix基因被剔除后，从卵中孵化出来的成年蝴蝶(通常为深棕色)变成了黑色和银色。在去除了鹿眼若虫的optix基因后，蝴蝶通常的棕红色消失了，取而代之的是令人眼花缭乱的结构色彩虹蓝。

在另一项研究中，康奈尔大学的安伊·马祖-巴尔加斯和乔治·华盛顿大学的阿诺·马丁等人研究了一种叫做WntA的基因的作用，这种基因在蝴蝶翅膀的形成中起着关键作用。

结果表明，当研究人员利用基因编辑技术去除WntA基因时，小红蝶和鹿眼蝶翅膀上的中心对称条纹消失了。然而，从其他蝴蝶中去除WntA基因的结果是不同的，这表明该基因在蝴蝶物种的进化过程中发生了多次变化。例如，去除帝王蝶的WntA基因只会影响一条几乎看不见的白线，这条白线勾勒出蝴蝶翅膀独特的黑线边缘。