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最近，剛出國(guó)一年的小王打電話回家,，興奮地告訴父母說(shuō)終于找到自己每天中午拉肚子的“元兇”了,，原來(lái)是每天早上那杯鮮牛奶惹的禍。

小王介紹說(shuō),，自己到國(guó)外后每天都拉肚子,，一開(kāi)始懷疑是水土不服，但是隨著時(shí)間的推移,，仍然出現(xiàn)這種情況,，去醫(yī)院檢查后才知道，這是由于自己缺乏消化鮮牛奶中乳糖的乳糖酶引起的,。

據(jù)了解,，所有的嬰兒都分泌乳糖酶，以消化母乳中的乳糖,。但是成年之后,，許多人就不再分泌乳糖酶了，因此出現(xiàn)早上喝鮮奶,，中午拉肚子的情況,。然而，在許多游牧民族中牛奶,、羊奶是他們重要的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源,。如果游牧民族的一位成年人缺乏乳糖酶,，那豈不是對(duì)他的生存不利？其實(shí),，大約在1萬(wàn)前的人群中出現(xiàn)了一個(gè)基因突變,，凡是帶有這個(gè)突變的成年人將繼續(xù)分泌乳糖酶，可以繼續(xù)喝鮮奶,。這樣,，在游牧民族的后代中，由于自然選擇的影響,，這個(gè)突變的頻率到現(xiàn)代也大大地增加了,。那么如何能準(zhǔn)確“可靠”的檢測(cè)到基因被自然選擇了呢？

———— 難題障礙 ————

“可靠”檢測(cè)：極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)

20年前,，如果科學(xué)家想知道某物種在最近的10萬(wàn)年內(nèi)是否經(jīng)歷過(guò)自然選擇,，只有兩種方案：科幻片的導(dǎo)演會(huì)安排一部時(shí)光穿梭機(jī)，把科研工作者送到過(guò)去,，調(diào)集上千甚至上萬(wàn)人,，對(duì)這些物種的“祖先們”做一次實(shí)地跟蹤調(diào)研；紀(jì)實(shí)片的導(dǎo)演則會(huì)“務(wù)實(shí)”,，用盡各種遺傳學(xué)算法,，試圖估算出10萬(wàn)年來(lái)該物種的群體數(shù)量變化，以提高各種自然選擇檢驗(yàn)方法的可信度,。

但是,，時(shí)光穿梭機(jī)只是存在于在電影中，而群體遺傳學(xué)估算出的群體歷史數(shù)量變化又會(huì)面臨很多的不確定性,，如經(jīng)歷過(guò)地震,、海嘯等重大自然災(zāi)害后，尤其是劇烈的氣候和環(huán)境的變化之后,，有的物種數(shù)量會(huì)下降,，有的數(shù)會(huì)擴(kuò)張，而有的則會(huì)不停地反復(fù)波動(dòng),。無(wú)論是穿越時(shí)空回去統(tǒng)計(jì),，還是花費(fèi)大量的人力物力去跟蹤收集數(shù)據(jù)，如果要保證能夠確切估計(jì)出每一年或者每一個(gè)世代中的物種的群體數(shù)量,，似乎是一件不可能的事,。

在檢測(cè)新近發(fā)生的自然選擇的研究中，由于無(wú)法完全排除種群數(shù)量變化的影響,，這些“噪音”隨時(shí)都有可能使研究人員錯(cuò)誤的斷定有自然選擇事件發(fā)生,，造成極高的假陽(yáng)性(即沒(méi)有自然選擇卻錯(cuò)誤斷定有自然選擇的可能性)。也就是說(shuō)，“可靠”地檢測(cè)新近發(fā)生的自然選擇是相當(dāng)困難的,。最近國(guó)際上一個(gè)有名的研究組比較了不同方法檢測(cè)到的自然選擇,，結(jié)果表明，即使研究者獲得了基因組水平的海量遺傳學(xué)數(shù)據(jù)也不能完全保證拿到完全準(zhǔn)確的結(jié)果,。

———— 最新突破 ————

基因“尋蹤”：只需一個(gè)DNA片段的數(shù)據(jù)

8月31日,，中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院計(jì)算生物學(xué)研究所的李海鵬研究員的最新研究成果，將這個(gè)不可能完成的任務(wù)變?yōu)榱丝赡?，?shí)現(xiàn)了理論群體遺傳學(xué)和進(jìn)化生物學(xué)界20年來(lái)的夢(mèng)想,。

據(jù)了解,，在群體水平上之所以能夠檢測(cè)到新近發(fā)生的自然選擇,，是因?yàn)檫@些選擇會(huì)在基因組中或多或少地留下一些“痕跡”，通過(guò)正確檢測(cè)這些“痕跡”,，就可以檢測(cè)到發(fā)生在該物種身上的自然選擇事件,。也就是說(shuō)，如果研究人員對(duì)“痕跡”進(jìn)行檢測(cè),，就可以了解控制相應(yīng)性狀的基因是否經(jīng)歷了自然選擇,，可以推測(cè)該物種所處環(huán)境發(fā)生過(guò)什么變化。我們所熟知的盲魚(yú),、無(wú)眼魚(yú),，它們一開(kāi)始并不是沒(méi)有視力，只是因?yàn)檫M(jìn)入黑暗的水下洞穴之后,，眼睛不再起任何作用,，在自然選擇的過(guò)程中視力開(kāi)始變得“懶惰”、可有可無(wú),，但是眼睛作為一個(gè)不起作用的痕跡器官還會(huì)繼續(xù)存在,。通過(guò)研究這些基因突變的功能，來(lái)了解適應(yīng)性進(jìn)化的分子生物學(xué)機(jī)制,，并將對(duì)人類有利的突變運(yùn)用到生產(chǎn)實(shí)踐中來(lái),。