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全面的基因调查揭示了进化的新方面

2019-04-17 11:59:39 • 来源：

谁会怀疑手工基因测试用来揭开罗非鱼作为金枪鱼的寿司，可以深入洞察进化，包括新物种的出现?谁能想到要追踪500万这些基因快照 - 被称为“DNA条形码” -由全球数百名研究人员从100,000种动物物种中收集并保存在美国政府运营的GenBank数据库中?

全面的基因调查揭示了进化的新方面

这将是来自纽约洛克菲勒大学的Mark Stoeckle和瑞士巴塞尔大学的David Thaler，他们上周共同发表的研究结果肯定会推动，如果不是推翻，还不止一个关于进化如何展开的既定观点。

例如，它是教科书生物学，具有大量，远距离种群的物种 - 认为蚂蚁，大鼠，人类 - 随着时间的推移将变得更具遗传多样性。

但这是真的吗?

“答案是否定的，”该研究的第一作者斯托克勒说，他发表在人类进化杂志上。

他告诉法新社，对于地球上76亿人，5亿只麻雀，或10万只鹬，遗传多样性“差不多”。

该研究最令人吃惊的结果可能是，包括人类在内的10种物种中有9种在10万至20万年前形成。

“这个结论非常令人惊讶，我尽可能地反对它，”泰勒告诉法新社。

这种反应是可以理解的：人们如何解释这样一个事实，即在遗传上，90%的动物生命与大致相同的年龄?

20万年前是否有一些灾难性的事件几乎擦干了石板?

更简单，更便宜

要理解答案，就必须了解DNA条形码。动物有两种DNA。

我们最熟悉的核DNA是雄性和雌性亲本在大多数动物中传下来的，并且包含每个个体的遗传蓝图。

由DNA构成的基因组由四种成对排列的分子构成。在人类中，这些对中有30亿个，分为约20,000个基因。

但是所有动物的线粒体中都含有DNA，它们是每个细胞内的微小结构，将能量从食物转化为细胞可以使用的形式。

线粒体含有37个基因，其中一个称为COI，用于进行DNA条形码。

与核DNA中的基因不同，核DNA在不同物种之间存在很大差异，所有动物都具有相同的线粒体DNA组，为比较提供了共同的基础。

分离线粒体DNA也更简单，更便宜。

2002年左右，加拿大分子生物学家保罗·赫伯特(Paul Hebert)创造了“DNA条形码”这一术语 - 通过分析COI基因来确定物种识别方法。

“线粒体序列已证明对于这种全动物方法是完美的，因为它恰好平衡了两种相互矛盾的特性，”Thaler说。

'中性'突变

一方面，所有动物的COI基因序列相似，因此易于挑选和比较。

另一方面，这些线粒体片段的不同足以能够区分每个物种。

“它几乎完全符合每个动物领域专家专家的物种名称，”Thaler说。

在分析100,000种物种的条形码时，研究人员发现了一个迹象，表明几乎所有动物都与人类同时出现。

他们所看到的是所谓的“中性”突变缺乏变异，这是几代人DNA的轻微变化，既不会帮助也不会伤害个体的生存机会。

换句话说，它们与进化的自然和性驱动力无关。

这些“中性”突变彼此之间的相似与否就像树木年轮 - 它们揭示了一个物种的大致年龄。

这让我们回到了我们的问题：为什么今天存在的绝大多数物种几乎同时出现?

达尔文感到困惑

洛克菲勒大学人类环境项目主任Jesse Ausubel解释说，环境创伤是一种可能性。

“病毒，冰河时代，成功的新竞争对手，失去猎物 - 所有这些都可能导致动物种群急剧下降的时期，”他告诉法新社评论这项研究。

“在这些时期，基因创新更容易扫除人口并促成新物种的出现。”

但最后一次真正的大规模灭绝事件发生在6550万年前，当时可能的小行星撞击摧毁了陆地上的恐龙和地球上所有物种的一半。这意味着人口“瓶颈”只是部分解释。

“最简单的解释是，生活总是在不断发展，”斯托克勒说。

“更有可能的是 - 在进化的任何时候 - 那时活着的动物最近才出现。”

在这种观点中，物种只有持续一定的时间才能演变成新的或灭绝的物种。

然而，来自研究物种的另一个意外发现具有非常明确的遗传边界，并且两者之间没有任何关系。

“如果个体是恒星，那么物种就是星系，”泰勒说。“它们是空旷的序列空间中的紧凑簇。”

他说，缺乏“中间”物种也让达尔文感到困惑。

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