[坎贝尔生物学 第515页练习题] ツノゼミは、現代の昆虫が通常、ホックス遺伝子産物が第1胸節の翅の形成を阻害するために、第2および第3胸節にのみ翅を持つにもかかわらず、...

ツノゼミは、現代の昆虫が通常、ホックス遺伝子産物が第1胸節の翅の形成を阻害するために、第2および第3胸節にのみ翅を持つにもかかわらず、第1胸節に翅に似た装飾的な兜を持っています。遺伝子制御の変化は、このユニークな構造の進化をどのように説明できますか?

  • A: 突然変異により、兜の構造を直接コードする新しい遺伝子が出現しました。
  • B: 調節DNAの変化により、第1胸節におけるホックス遺伝子の脱抑制または発現パターンの変化が起こり、翅のような成長が可能になりました。
  • C: ツノゼミは水平遺伝子伝達によって新しいホックス遺伝子のセットを獲得し、兜を形成する能力を導入しました。
  • D: 兜は、第1胸節の構造遺伝子におけるランダムな点突然変異率の増加により進化しました。

Explanation

テキストによると、現代の昆虫では、ホックス遺伝子産物が第1体節の翅形成を阻害しています。ツノゼミの第1体節にある兜は、この阻害を回避した変化を示唆しています。これは、ホックス遺伝子の発現パターンに影響を与える調節DNAの変化によって最もよく説明され、翅形成経路の脱抑制や、発達資源の方向転換により、異常な場所に兜構造が形成されたことにつながります。