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演化是否可测

时间:2014-05-29 08:27:02  来源:  作者:

来找我。许多基因变异改变了竹节虫的形态,使得它们与其寄主植物相适应。
如果时间重头开始,生命体是否还会像这次一样地演化?不起眼的竹节虫可能为这个生物学中困扰大家的问题提供答案。通过对这些生活在与其等大的树叶上的虫子的研究,学者发现它们通过几乎不同的遗传基因变异演化出相似的形态。加拿大蒙特利尔麦吉尔大学的进化生物学家Andrew Hendry说,“我觉得这一发现说明了演化的可重复性非常低。”Andrew Hendry并没有参与这项研究工作。
一些研究显示,生物体处于相同环境条件下,就会以相同方式演化。例如,随着冰川的消退,一种名为刺鱼的小型海洋鱼类便转移到许多湖泊和河流中,而且在每个地点它们都变得更加光滑,体表的盔甲也变得更少。 (http://news.sciencemag.org/biology/2012/04/how-evolution-copies- itself)。其他的学者通过行为或生理特征的变化来寻找基因上的“平行演化”,已经有了一些发现,例如,不同的昆虫改变相同的基因来帮忙他们(取食有毒植物)(http://news.sciencemag.org/evolution/2012/09/scienceshot-feast-toxic- plant-insects-find-common-genetic-ground)。不过批评者(critics)反驳说这些例子只是一些特例,太多的机遇事件会让演化过程发生改变,因此演化并不真正可测。
英国谢菲尔德大学的演化生物学家,Patrick Nosil,开始研究一种拉丁名为Timema cristinae的竹节虫。在加利福尼亚的许多地方,这种昆虫会在一个山坡上分化出两种形态,或者说两种生态型。一种形态是身体宽,生活在一种宽叶植物上;另一种身体狭窄,背部有一条纵向条纹,生活在一种窄叶的植物上。Nosil和他的同事对来自不同山坡上的不同生态型的几十个个体进行了基因测序,以期获得使之与其生活的寄主植物相配的基因差异。
他们发现了许多两种生态型之间的基因差异。然而令他们惊喜的是,形态相同但来自于不同地点的竹节虫只有17%的基因以相同的方式发生改变。这表明虽然可以预测一些导致寄主专化性的基因演化,但大量的变化是随机的。这一研究结果由Nosil和他的同事在线发表于今天的科学杂志。
另外,Nosil的小组将数百只竹节虫转移到与它们不配的植物上,然后在第二年采集后代。他们检查后代的DNA以发现它们不同基因版本的发生频率与父代相比发生了怎样的改变。 这些改变使这个版本的竹节虫繁殖,代表一个版本比另一个版本提供更多生存优势的地方。一些改变与两种生态型间的基因变异一致,表明这些变异是由选择造成的,而不是随机的。
英国牛津大学的群体生物学家Tim Coulson说,“他们实际上已经深入到基因组内,找到了更多一些关于‘平行演化’的东西。”他还说,“这项工作开始为我们提供了一些演化的分子学机制上的理解。”
频道:科技

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