達(dá)爾文的生物進(jìn)化論一直是生物進(jìn)化學(xué)的根基,，100多年來人們對這一理念深信不疑,。1月21日出版的英國《新科學(xué)家》雜志卻載文稱,，達(dá)爾文認(rèn)為生物進(jìn)化呈樹狀的理論是錯誤的。
“生命進(jìn)化樹”就像大家譜
1837年7月,，年僅28歲的英國生物學(xué)家達(dá)爾文,，在倫敦的寓所里靈光一閃，在筆記本上畫了一棵假想的樹,，以此來闡述物種進(jìn)化方式,，這是達(dá)爾文首次提出“樹狀生命進(jìn)化論”,。22年后，這一理論公之于眾,，在“生命進(jìn)化樹”理論的基礎(chǔ)上,，LUCA概念形成了。LUCA指的是“所有物種在分化之前的最后一個共同祖先”,。由LUCA衍生出的一個軀干,，經(jīng)過一次次分裂，生長成一棵枝葉繁茂的大樹,，每個分支都相當(dāng)于一個物種,。“生命進(jìn)化樹”就像一個大家譜，展示了各個物種之間的關(guān)聯(lián),。
在過去的150年中,，生物學(xué)家們一直致力于完善“生命進(jìn)化樹”，使其更加細(xì)節(jié)化,。法國巴黎第六大學(xué)生物學(xué)家艾瑞克·巴普提斯塔說：“長久以來,，我們的夢想就是畫出完整的‘生命進(jìn)化樹’。”
近年來,，“生命進(jìn)化樹”日趨完善,，但該命題本身卻受到質(zhì)疑。生物學(xué)家們目前正在討論,，有人認(rèn)為“生命進(jìn)化樹”概念是錯誤的,，是應(yīng)該摒棄的。巴普提斯塔說：“我們沒有證據(jù)能證明‘生命進(jìn)化樹’正確,。”這種質(zhì)疑就像一顆炸彈,，轟動了生物界，因?yàn)樗鼊訐u了我們有關(guān)生物進(jìn)化的根本理念,。
簡單的說,，這個問題源于DNA（脫氧核糖核酸）。1953年DNA結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn),，為生物進(jìn)化學(xué)打開了新篇章,。當(dāng)研究了DNA序列，以及其他生物分子如RNA（核糖核酸）,、蛋白質(zhì)等,，生物學(xué)家們認(rèn)為，這樣的發(fā)現(xiàn)證實(shí)了達(dá)爾文的“生命進(jìn)化樹”理論,。他們的根據(jù)是,，越接近的兩個物種，其DNA,、RNA,、蛋白質(zhì)序列就越接近,。
20世紀(jì)90年代早期，生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)了DNA排序中的問題,。在實(shí)現(xiàn)了RNA排序之后,，生物學(xué)家研究了細(xì)菌以及單細(xì)胞基因的排序。原本,，人們期待DNA排序可以進(jìn)一步證實(shí)RNA排序,，可DNA與RNA的指向有時是統(tǒng)一的，有時卻是相悖而行的,。比如,，根據(jù)RNA排序，物種A,、B,、C之間，物種A與物種B更接近,；而根據(jù)DNA排序,，物種A與物種C更接近。
進(jìn)化樹
“樹狀”還是“網(wǎng)狀”,？
越來越多的細(xì)菌和動植物的基因測試顯示,，異種交配要比我們想象的復(fù)雜得多，這意味著基因并不是簡單遺傳給生命樹上的個別枝條,，它們還在物種之間以不同的進(jìn)化路徑轉(zhuǎn)換,，其結(jié)果是一個雜亂無章的“生命網(wǎng)”，或者說,，呈灌木狀。
水平基因轉(zhuǎn)移（HGT,，指在不同生物個體間或單個細(xì)胞內(nèi)部細(xì)胞器之間,，遺傳物質(zhì)的交流）系統(tǒng)讓生物學(xué)家意識到“生命進(jìn)化樹”理論暗含的意思。早在1993年,，就有生物學(xué)家提出細(xì)菌的基因排序不是樹狀,，而是網(wǎng)狀。1999年,，美國《科學(xué)》雜志發(fā)表言論說：“‘生命進(jìn)化樹’并不是真實(shí)存在于自然界中的,，而是人類用來規(guī)劃自然界的一個理論。”但是,，有研究者運(yùn)用更多的研究捍衛(wèi)達(dá)爾文的觀點(diǎn),，認(rèn)為所謂網(wǎng)狀的進(jìn)化論是理想化、不切實(shí)際的想法,。
“樹狀”和“網(wǎng)狀”的辯論在2006年正式拉開帷幕,，位于德國海德堡的歐洲分子生物實(shí)驗(yàn)室派出由皮爾·博克領(lǐng)導(dǎo)的工作組,，研究了來自細(xì)菌、古細(xì)菌以及真核細(xì)胞的191個基因組,，他們發(fā)現(xiàn),，其中31組基因，沒有任何跡象表明曾經(jīng)被水平轉(zhuǎn)移過,，和尚未完善的“樹”相近,。
但是，來自德國杜塞爾多夫大學(xué)的達(dá)岡和馬汀教授認(rèn)為,，31組的結(jié)果不能夠證明什么,，這個數(shù)字太小，不能代表其他基因組,。
到目前為止,，這場辯論仍然持續(xù)兩極化狀態(tài)，博克和他的團(tuán)隊(duì)繼續(xù)研究“生命進(jìn)化樹”理論,，他說：“我們相信‘生命進(jìn)化樹’理論,，雖然有水平基因轉(zhuǎn)移的存在，但最終的形狀還是樹狀的,。”達(dá)岡及其團(tuán)隊(duì)也在為推翻“生命進(jìn)化樹”而不懈努力,。2008年，達(dá)岡和他的團(tuán)隊(duì)研究了181個基因組,，發(fā)現(xiàn)80％的基因組存在水平基因轉(zhuǎn)移,。
物種雜交催生新理念
有學(xué)者相信，雜交是物種進(jìn)化的有力驅(qū)動,。來自倫敦大學(xué)的生物進(jìn)化學(xué)家詹姆斯·馬里特說：“（雜交）是非常普遍的現(xiàn)象,，有1／10的動物都是雜交的。”2008年,，美國得克薩斯大學(xué)的科學(xué)家在包括家鼠,、野鼠和非洲爪蛙在內(nèi)的8種動物的基因組合中發(fā)現(xiàn)了一種奇特的DNA。這是雞,、大象和人類所沒有的DNA,，這說明它是一些動物通過異種交配形成的基因組。幾年前,，科學(xué)家也曾在牛體內(nèi)發(fā)現(xiàn)蛇的DNA,，魚類、昆蟲和植物中也都曾發(fā)現(xiàn)水平基因轉(zhuǎn)移現(xiàn)象,。這些新發(fā)現(xiàn)意味著,，用達(dá)爾文的進(jìn)化枝條來連接物種過于簡單了。
正如法國生物學(xué)家巴普提斯特所說：“如果‘生命進(jìn)化樹’真的不存在,，這對生物進(jìn)化學(xué)意味著什么呢,？這是非?？植赖模覀儓?jiān)信多年的理論居然是錯誤的,。”巴普提斯特表示,，“生命進(jìn)化樹”理論可能是錯誤的，但這不代表進(jìn)化論本身是錯誤的,，只不過,，它并不像我們想得那么簡單。有一些物種的進(jìn)化是呈現(xiàn)樹狀的,，有一些卻不是,，這比達(dá)爾文的理論要復(fù)雜一些。“生命進(jìn)化樹”理論也是具有深遠(yuǎn)意義的,，只不過目前我們對進(jìn)化論有了更深的認(rèn)識,，所以需要進(jìn)一步研究。
對“生命進(jìn)化樹”的質(zhì)疑在學(xué)界引起很大波瀾,。加州大學(xué)進(jìn)化生物學(xué)家邁克爾·羅斯說：“‘生命進(jìn)化樹’正被掘墳埋葬,。雖然有些人不承認(rèn)，但我們對生物的整體基礎(chǔ)觀點(diǎn)需要改變,。”(生物谷Bioon.com)
