據(jù)physorg網(wǎng)站2007年10月10日?qǐng)?bào)道，美國(guó)威斯康辛大學(xué)麥迪遜分校研究人員發(fā)現(xiàn)了分子所具有的一項(xiàng)絕技,，他們?cè)诨驅(qū)用嫔显敿?xì)闡述了自然選擇的過(guò)程。
霍華德.休醫(yī)學(xué)研究所研究員肖恩.B.卡羅爾和前美國(guó)威斯康辛大學(xué)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(xì)闡述了單個(gè)酵母基因是如果在許多代時(shí)間內(nèi)分裂成兩個(gè),，以便更加有效地適應(yīng)環(huán)境。他們的研究顯示,，基因分裂是推動(dòng)進(jìn)化的最基本動(dòng)力,。卡羅爾是全球著名的進(jìn)化生物學(xué)家,，他說(shuō),，“這是新能力出現(xiàn),，新功能進(jìn)化發(fā)展的原因。蝴蝶,、大象和人類身上正在發(fā)生這種變化,。進(jìn)化一直在進(jìn)行之中。”
此項(xiàng)研究意義重大,，是因?yàn)樗屛覀儚淖罨鶎用媪私饬松矬w變得更加適應(yīng)他們所處環(huán)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(dá)爾文提出,，達(dá)爾文認(rèn)為積聚無(wú)規(guī)則變化,，然后量變引發(fā)質(zhì)變，從而提升生物體的生存能力,，被自然“選擇”遺傳給未來(lái)后代,。
此項(xiàng)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(dāng)一個(gè)關(guān)鍵基因被復(fù)制時(shí),，它會(huì)將它的營(yíng)養(yǎng)處理反應(yīng)分開來(lái),，以便更好地利用酵母所依賴的食物，即糖,。
卡羅爾說(shuō),，“我們發(fā)現(xiàn)的一個(gè)嶄新東西就是基因復(fù)制。當(dāng)你有一個(gè)基因的兩個(gè)復(fù)制品時(shí),，有利改變可能就會(huì)出現(xiàn),，使一個(gè)或兩個(gè)復(fù)制基因能夠出現(xiàn)新的功能，并保留老的功能,。這一現(xiàn)象將每時(shí)每刻在每一個(gè)活的生物體中發(fā)生,。我們當(dāng)中的許多人正攜帶有復(fù)制基因，只是我們并沒(méi)有意識(shí)到這些基因復(fù)制的開始和結(jié)束,。”
卡羅爾稱,，簡(jiǎn)爾言之，兩個(gè)基因可能比一個(gè)更好,，這正如多余勞動(dòng)力會(huì)促使勞動(dòng)力分工一樣,。基因能夠做很多事情,，復(fù)制添加一個(gè)新的遺傳源,，這一新遺傳源可以分擔(dān)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(lái)源于相同的視覺(jué)基因,。卡羅爾稱觀測(cè)進(jìn)化進(jìn)程的難點(diǎn)在于自然遺傳改變經(jīng)常是非常緩慢的,，化學(xué)堿基對(duì)的微小改變就需要基因數(shù)千至數(shù)百萬(wàn)年的日積月累,。
測(cè)量此類微小改變需要一種像簡(jiǎn)單的啤酒酵母一樣的生物體模型，在相當(dāng)短的一段時(shí)間內(nèi)就可以產(chǎn)出大量后代,?？_爾稱，酵母是非常完美的,，因?yàn)樗麄兊纳衬芰κ惯z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(chǎn)和快速計(jì)算大量生物體的基因改變情況,。如果對(duì)果蠅這種生物學(xué)最佳模型進(jìn)行相同研究,，則需要能夠裝滿一個(gè)足球場(chǎng)的果蠅，且工作量也要多年時(shí)間,。
卡羅爾稱,，“在非常微小的進(jìn)化中，基因分裂過(guò)程往往會(huì)變得更好,。當(dāng)經(jīng)過(guò)一段時(shí)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(qū)的酵母中提取出基因組,，以評(píng)估他們對(duì)孿生基因表現(xiàn)的影響力，同時(shí)對(duì)另外一個(gè)僅保留有單一基因副本的酵母基因進(jìn)行處理,。美國(guó)威斯康辛大學(xué)麥迪遜分校科學(xué)家解釋到,，“我們對(duì)進(jìn)化過(guò)程進(jìn)行還原”,。此項(xiàng)研究詳細(xì)演示了古代基因是如何通過(guò)復(fù)制和勞動(dòng)分工提升效率的。
卡羅爾說(shuō),，“他們?cè)诠ぷ髦胁扇∽罴逊绞?。他們共商工作，共同工作使他們的表現(xiàn)比古代基因的更好,。自然選擇使一個(gè)基因具有兩種功能,，創(chuàng)造一個(gè)兩種特定基因的組裝線。”
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