加拿大科學(xué)家近日研究發(fā)現(xiàn),，棘魚（stickleback）從海洋中轉(zhuǎn)入淡水中后，抑制其外殼“盔甲”生長的基因更多進(jìn)行表達(dá),，使得棘魚盔甲逐漸消失,，個(gè)體尺寸也變得更大。這一研究加強(qiáng)了達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說,。相關(guān)論文8月28日在線發(fā)表于《科學(xué)》（Science）雜志上,。
棘魚起源于海洋，長3至10厘米,，自末次冰期以來逐漸移居淡水湖和溪流,，在過去的20000年間，棘魚在新環(huán)境中逐漸喪失了它們的多骨側(cè)板（盔甲）,。
此次研究領(lǐng)導(dǎo)者,、加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)的Rowan Barrett說：“科學(xué)家已經(jīng)鑒別出一種突變基因，或稱等位基因,，它能抑制盔甲的生長,。”這一等位基因只在不到1%的海洋棘魚中發(fā)現(xiàn),，但在淡水種類中十分普遍。
為了調(diào)查這一等位基因是否能夠幫助棘魚定居淡水環(huán)境,，Barrett和同事將200種帶有這種等位基因的海洋棘魚放入淡水進(jìn)行實(shí)驗(yàn),。
論文作者之一Sean M. Rogers表示：“通過記錄這些海洋棘魚在淡水中的后代的身體特征和遺傳組成，我們能夠追蹤自然選擇如何操作這一基因,。”Barrett說：“我們發(fā)現(xiàn),，在這些后代身上，這一等位基因的頻率有一個(gè)明顯的增加,。這是在淡水中自然選擇‘喜愛’更少盔甲的證據(jù)。”
Barrett和同事還發(fā)現(xiàn),，帶有這一等位基因的后代尺寸要更大一些,。Barrett說：“它令我們相信，遺傳表達(dá)同樣與生長速率相聯(lián)系,。另外,，如果棘魚不需要花費(fèi)資源生長骨骼（這一點(diǎn)在淡水中因缺乏離子而變得尤為困難），它們便可以投入更多的能量以增加個(gè)體數(shù)量,。這使它們能夠更早地繁殖,，并增加越冬的存活率。”
自150年前達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說問世以來,，科學(xué)家不斷地通過理解基因如何影響進(jìn)化而將這一學(xué)說推向深入,。Barrett說：“這一研究顯示，環(huán)境條件能直接影響控制身體特征的基因,，而這些身體特征會(huì)影響物種的存活,。這為達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說提供了更深入的證據(jù)。”（生物谷Bioon.com）
生物谷推薦原始出處：
Science,，DOI: 10.1126/science.1159978,，Rowan D. H. Barrett，Dolph Schluter
Natural Selection on a Major Armor Gene in Threespine Stickleback
Rowan D. H. Barrett 1*, Sean M. Rogers 1, Dolph Schluter 1
Zoology Department and Biodiversity Research Centre, University of British Columbia, 6270 University Boulevard, Vancouver, V6T 1Z4, Canada.
Experimental estimates of the effects of selection on genes determining adaptive traits add to our understanding of the mechanisms of evolution. We measured selection on genotypes of the Ectodysplasin locus, which underlie differences in lateral plates in threespine stickleback fish. A derived allele (low) causing reduced plate number has been fixed repeatedly after marine stickleback colonized freshwater from the sea, where the ancestral allele (complete) predominates. We transplanted marine sticklebacks carrying both alleles to freshwater ponds and tracked genotype frequencies over a generation. The low allele increased in frequency once lateral plates developed, most likely via a growth advantage. Opposing selection at the larval stage and changing dominance for fitness throughout life suggest either that the gene affects additional traits undergoing selection or that linked loci also are affecting fitness.
