Anzeige
In research published in the journal Science (October 1, 2009), Professor Thomas D. Kocher, Department of Biology, College of Chemical and Life Sciences; Reade Roberts, post-doctoral associate; and Jennifer Ser, research associate, describe the genetic basis for two co-existing systems of sexual determination in cichlid fish from Lake Malawi.
In nearly all mammals, the gene that determines the sex of offspring is located on the Y chromosome, which is much smaller than the X chromosome. But in many other animal groups, the genetic mechanism of sex determination evolves quite rapidly, and the differences between sex chromosomes are harder to observe. Even sister species of fish may have entirely different sex determination systems. How and why the genetic mechanisms for such an ancient developmental distinction continue to evolve has remained a mystery. The thousands of closely related cichlid fishes in the lakes of East Africa turn out to be an excellent model system for understanding how the mechanisms of how sex determination evolve.
The East African cichlid fishes that inhabit Lakes Malawi, Tanganyika, and Victoria are known for their sexually distinct appearance – the males are generally conspicuous and brightly colored, making them more attractive to females, while the females are drab and brown, making them inconspicuous to predators. One exception to the uniformly brown pigmentation among female cichlids is the "orange blotch" pattern, which appears in some female cichlids that live in rocky areas of Lake Malawi. "We believe that the orange blotch color pattern emerged as a new mutation in females and has a selective advantage in providing an alternative form of camouflage," says Dr. Kocher, who has been leading research to identify the genetic basis for phenotypic differences in cichlids for the past 20 years, and who made the first crosses to map the gene responsible for this color pattern in 1993.
Depending on the surrounding natural background, this color pattern can help disguise female fish and help them avoid predation. However males who express this phenotype lack the species-specific color patterns used by females to select their mates. "This phenotype creates a sexual conflict because the allele is favored in females but not favored in males," explains Dr. Roberts, who fine mapped the gene. "In 'survival of the fittest,' the genes underlying a beneficial trait will increase in frequency, but this is an odd case where the trait is really good for females but really bad for males."
Using genomic techniques, Roberts identified the gene (pax7) that is responsible for this difference in color pattern. He found that the orange blotch (OB) allele that produces the variable pigmentation in females was dominant over the "brown barred" (BB) allele (that produces the more common brown pigmentation) and that it was located very near a female sex determiner (W). The genetic conflict that started over color was resolved by a new mutation that took over the sex determining function, and ensured that nearly all orange blotch fish are female.
"This study marries two evolutionary mysteries: the incredible diversity of fish in the lakes of East Africa and the genetic basis of sex determination," says Sam Scheiner, program director in the National Science Foundation (NSF)'s Division of Environmental Biology, which funded the research. "This study shows how simple genetic changes can lead to enormous biological diversity."
Kelly Blake | Quelle: Newswise Science News
Weitere Informationen: www.umd.edu
Weitere Berichte zu: brown pigment > chromosomes > cichlid fishes > Fish > genetic basis > Genetic clues > genetic mechanism > Lake Baikal > Lake Malawi > New Sex Chromosomes > Science TV > sick-lid > synthetic biology > X chromosome > Y chromosome
Ocean warming causes elephant seals to dive deeper
09.02.2012 | Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung
How the zebra got its stripes
09.02.2012 | The Company of Biologists
Erstmals gezeigt, dass Atomkerne transparent werden
Einem Team von DESY-Wissenschaftlern um Dr. Ralf Röhlsberger gelang es an der hochbrillanten Synchrotronlichtquelle PETRA III, Atomkerne mit Hilfe von Röntgenlicht transparent zu machen. Sie entdeckten dabei gleichzeitig ein neues Prinzip, um einen optisch gesteuerten Schalter für Licht herzustellen, also Licht mit Licht zu beeinflussen, ein wichtiger Baustein auf dem ...
Wissenschaftler beobachten, wie Oxytocin zentrale Schaltstellen im Gehirn erreicht und das Verhalten beeinflusst
Kuschelhormon, Treuehormon, Angstlöser – häufig gebrauchte Schlagwörter für das Neuropeptid Oxytocin, das sich in den letzten Jahren als ein Stoff erwiesen hat, der unser Verhalten in zentralen Regionen des Gehirns positiv beeinflussen kann. Was jedoch bisher völlig unklar war: Wie gelangt dieser Botenstoff aus dem Hypothalamus in die Hirnbereiche, die ...
Ein neuartiger Biopolymer-Film aus Lachs-DNA mit Silber-Nanopartikeln speichert Informationen kostengünstig und umweltverträglich.
Entstanden ist das organische System in fächer- und länderübergreifender Zusammenarbeit von Wissenschaftlern des DFG-Centers for Functional Nanostructures (CFN) am KIT und des Institute of Photonics Technologies an der National Tsing Hua University in Taiwan. Der DNA-Datenspeicher eignet sich unter anderem für biotechnische Anwendungen, etwa als Bauteil in Biosensoren.
Das System ...
Bildveröffentlichung der Europäischen Südsternwarte (Garching) - Mit dem Very Large Telescope (VLT) der ESO haben das bislang detailreichste Infrarotbild der Sternkinderstube des Carinanebels aufgenommen. Es zeigt vor dem spektakulären Hintergrund einer himmlischen Landschaft auf Gas, Staub und jungen Sterne zahlreiche nie gesehene Details und zählt zu den atemberaubendsten VLT-Bildern überhaupt.
Im Herzen der südlichen Milchstraße, im Sternbild Carina (Der Schiffskiel, [1]), befindet sich in einer Entfernung von etwa 7500 Lichtjahren die Sternkinderstube des Carinanebels. Diese ausgedehnte Wolke aus leuchtendem Gas und Staub ist von der Erde aus gesehen eine der nächstgelegenen Geburtsstätten massereicher Sterne.
Der Nebel beinhaltet einige der hellsten und ...
Auf der embedded world identifizieren Wissenschaftler der Fraunhofer ESK Lücken im Funkspektrum, um diese für zusätzliche Übertragungen zu nutzen.
Der in Halle 5, Stand 5-228, vorgestellte Prototyp zeigt das Funkspektrum in einem 3D-Spektrogramm, markiert die prognostizierten Lücken und prüft deren Eintreffen. Diese Methode, Cognitive Radio, verbessert die Übertragungsqualität in einem bereits vollen Funkspektrum ohne aufwändiges, statisches Koexistenzmanagement. Ziel ist eine höhere Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit von Funk für die Automatisierung.
...
Anzeige
Anzeige

Kaltwasserkorallen als Anpassungskünstler?
09.02.2012 | Ökologie Umwelt- Naturschutz
Wandel der Hochschulbildung in Deutschland und Professionalisierung
09.02.2012 | Studien Analysen
Ocean warming causes elephant seals to dive deeper
09.02.2012 | Biowissenschaften Chemie
7. Mannheimer Arbeitsrechtstag am 14. März mit Experten aus Theorie und Praxis
09.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten
International Forum on Terahertz Spectroscopy and Imaging
09.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten
Teams aus neun Ländern treffen sich an der Leibniz Universität zum 6th Hanover PreMoot
09.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten