基因分裂揭示自然選擇的詳細過程

據physorg網站2007年10月10日報道，美國威斯康辛大學麥迪遜分校研究人員發現了分子所具有的一項絕技，他們在基因層面上詳細闡述了自然選擇的過程。

霍華德.休醫學研究所研究員肖恩.B.卡羅爾和前美國威斯康辛大學麥迪遜分校研究生克里斯.托德.黑亭基爾在《自然》雜志上撰寫了一篇論文，詳細闡述了單個酵母基因是如果在許多代時間內分裂成兩個，以便更加有效地適應環境。他們的研究顯示，基因分裂是推動進化的最基本動力。卡羅爾是全球著名的進化生物學家，他說，“這是新能力出現，新功能進化發展的原因。蝴蝶、大象和人類身上正在發生這種變化。進化一直在進行之中。”

此項研究意義重大，是因為它讓我們從最基層面了解了生物體變得更加適應他們所處環境的方式。研究為我們揭示了自然選擇的工作方式。自然選擇這一重要的理論最先由查爾斯.達爾文提出，達爾文認為積聚無規則變化，然后量變引發質變，從而提升生物體的生存能力，被自然“選擇”遺傳給未來后代。

此項新研究重新演示了1億年前或幾年前酵母系列基因的改變，當一個關鍵基因被復制時，它會將它的營養處理反應分開來，以便更好地利用酵母所依賴的食物，即糖。

卡羅爾說，“我們發現的一個嶄新東西就是基因復制。當你有一個基因的兩個復制品時，有利改變可能就會出現，使一個或兩個復制基因能夠出現新的功能，并保留老的功能。這一現象將每時每刻在每一個活的生物體中發生。我們當中的許多人正攜帶有復制基因，只是我們并沒有意識到這些基因復制的開始和結束。”

卡羅爾稱，簡爾言之，兩個基因可能比一個更好，這正如多余勞動力會促使勞動力分工一樣。基因能夠做很多事情，復制添加一個新的遺傳源，這一新遺傳源可以分擔工作量或新添功能。比如，就人而言，我們能夠看到顏色，需要我們具有不同的分子接受器，以辨別紅色和綠色的差別，但是這兩種分子接受器可能都來源于相同的視覺基因。卡羅爾稱觀測進化進程的難點在于自然遺傳改變經常是非常緩慢的，化學堿基對的微小改變就需要基因數千至數百萬年的日積月累。

測量此類微小改變需要一種像簡單的啤酒酵母一樣的生物體模型，在相當短的一段時間內就可以產出大量后代。卡羅爾稱，酵母是非常完美的，因為他們的生殖能力使遺傳改變研究能夠更加深入，獲得更加精確的研究成果，研究人員可能生產和快速計算大量生物體的基因改變情況。如果對果蠅這種生物學最佳模型進行相同研究，則需要能夠裝滿一個足球場的果蠅，且工作量也要多年時間。

卡羅爾稱，“在非常微小的進化中，基因分裂過程往往會變得更好。當經過一段時間后，這些非常微小的變化將使一群生物體獲得成功，他們將把其它生物體淘汰出局。”

新研究從不同地區的酵母中提取出基因組，以評估他們對孿生基因表現的影響力，同時對另外一個僅保留有單一基因副本的酵母基因進行處理。美國威斯康辛大學麥迪遜分校科學家解釋到，“我們對進化過程進行還原”。此項研究詳細演示了古代基因是如何通過復制和勞動分工提升效率的。

卡羅爾說，“他們在工作中采取最佳方式。他們共商工作，共同工作使他們的表現比古代基因的更好。自然選擇使一個基因具有兩種功能，創造一個兩種特定基因的組裝線。”

    英文原文鏈接參見：http://www.physorg.com/news111241606.html