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乌鸡为什么会进化成黑色?

乌鸡因其黑色的皮肤,骨骼,内脏而闻名,它们被认为是患有纤维黑素症(fibromelanosis)的品种。它们的黑色源自 10000 年前的一次基因突变,这次突变导致了EDN3基因的重复拷贝。这一变化使得乌鸡的大部分身体细胞都表达出EDN3基因,从而产生过量的黑色素母细胞,这些细胞在身体各部位沉积黑色素,包括内脏。这种突变是半显性遗传,幸运的是并不会对乌鸡的健康造成任何负面影响,因此可以视为一种中性的遗传变异。人类对乌鸡的偏爱和有意识的人工选择,不仅保存了这一特征,还使其得到了强化[1]

世界上的四个品种乌鸡

在全球范围内,乌鸡有四个品种,它们分别是中国的丝羽乌骨鸡、印度尼西亚的西马尼鸡、越南的 HMong 乌鸡和瑞典的 svarthöna。这些乌鸡品种不仅在外观上具有独特的黑色特征,而且它们的喙、鸡冠、舌头、脚趾甚至骨骼都呈现出深邃的蓝黑色。

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丝羽乌骨鸡
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塞马尼鸡
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HMong
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svarthöna

什么是纤维黑素症(Fm)?

纤维黑素症(Fm)是一种特殊的遗传现象,它涉及到 EDN3 基因的表达。在大多数脊椎动物中,EDN3基因负责产生内皮素 3[2],这是一种在血管收缩、神经传递和细胞生长中发挥作用的多肽。在鸡的发育过程中,只有皮肤和羽毛毛囊细胞会表达EDN3基因,触发黑色素母细胞的迁移。

然而,在乌鸡中,几乎所有的身体细胞都表达EDN3基因,导致内皮素 3 的过量产生,进而诱导黑色素母细胞数量激增,使得乌鸡的内脏、皮肤和骨骼呈现出黑色。

通过回交后代实验发现该表型是常染色体半显性遗传,Fm/Fm纯合子的色素沉着比Fm/fm+杂合子的色素沉着更严重。[3]

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乌骨鸡的皮肤组织中,色素沉着主要由普通黑色素构成,其黑色素细胞在色素颗粒和黑素体形态或黑色素生成方面与其他家禽和哺乳动物的黑色素细胞没有显著差异。

家鸡纤维黑素症的起源和进化

关于家鸡纤维黑素症的起源和进化,研究显示,这一表型是由位于鸡 20 号染色体上的一个单一基因座控制的。该基因位于鸡的 20 号染色体上的 10.2–11.7 Mb 处。导致黑色素沉着的原因是EDN3基因发生重复。

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鸡 20 号染色体上 Fm 的遗传图谱(左)和物理图谱(右)

通过对印度尼西亚的西马尼鸡和中国的丝羽乌骨鸡进行基因组比较,科学家们发现,这两种乌鸡的纤维黑素症是由相同的基因变化引起的。这一发现表明,EDN3基因的重复拷贝和纤维黑素症表型在鸡的祖先——红原鸡中已经出现,并且这一现象早于人类的鸡驯化历史。[4]

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绿线表示祖先红原鸡群体中 EDN3 处的等位基因分化。蓝线表示 71.4 kb 区域(阴影)中的祖先谱系。DR1 重复发生在 10,000 至 300,000 年前。水平红线对应于中国驯化过程的开始。

中国的乌鸡养殖历史悠久,超过 2000 年。基因序列的推算显示,乌鸡的人工繁殖时间大约在 1300 至 1700 年前。乌鸡品种受到了强烈的人工选择,因为在中国,乌鸡一直被视为具有药用价值的食疗珍禽,被誉为“药鸡”。传统观念认为,乌鸡的地位远高于普通鸡。因此,乌鸡的黑色特征在人工选择的影响下得到了加强,并在全球范围内传播。

总结:乌鸡的出现是自然界中一次偶然的半显性突变的结果,这一突变对鸡的生存没有负面影响,所以得以遗传。而通过人工选择的方式,加强了对乌鸡黑色的干预,使得乌鸡得以传播和繁殖。2024 年,中国目前乌鸡养殖市场大约为 1000 万只。

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