我國旅美學(xué)者密西根大學(xué)的張建之博士,、中科院昆明動(dòng)物研究所的張亞平博士及美國國立健康研究院（NIH）的羅森博格(Rosenberg)博士聯(lián)合對疣猴類的白臀葉猴消化酶進(jìn)行了深入研究,，他們的研究成果在《自然-遺傳》雜志上發(fā)表。該項(xiàng)研究揭示了一個(gè)重復(fù)拷貝的胰核糖核酸酶基因如何進(jìn)化形成一個(gè)新的基因,，而這個(gè)新基因編碼的酶有助于該物種對食物的消化,，從而促進(jìn)物種對生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)。

生物究竟是如何通過自身變化,，特別是遺傳上的改變,，實(shí)現(xiàn)對環(huán)境的穩(wěn)定適應(yīng)，是生命科學(xué)研究的重要問題,?？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)，許多基因是由原有的基因通過基因重復(fù)而演變形成的,。例如,，在人類基因組3萬多個(gè)基因中，有近一半的就是由基因重復(fù)形成的,。按照進(jìn)化理論推斷,，一部分重復(fù)基因可能會(huì)產(chǎn)生新的功能，有助于生物對環(huán)境的適應(yīng),?？墒牵δ苌系淖兓唧w是如何發(fā)生的?  這些新基因真的促進(jìn)了生物對環(huán)境的適應(yīng)嗎,？

中美科學(xué)家為回答上述問題,，選擇舊大陸猴的一個(gè)亞科棗疣猴亞科作為研究模型。因?yàn)樵擃悇?dòng)物的特殊性在于它們以樹葉為主要食物,，食物在其前腸通過共生的細(xì)菌發(fā)酵消化,，它們通過各種酶（包括胰核糖核酸酶）消化細(xì)菌而獲得營養(yǎng)。

經(jīng)與其它十多種靈長類動(dòng)物及人的胰核糖核酸酶基因進(jìn)行比較,，他們發(fā)現(xiàn)葉猴中有兩個(gè)基因拷貝,，而其它靈長類動(dòng)物及人中都是單拷貝。這兩個(gè)基因拷貝有什么奧妙嗎,？

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),，基因的重復(fù)大約發(fā)生在400萬年前，但疣猴類食葉特性形成于1000萬年前,。有趣的是,，基因重復(fù)發(fā)生后，只有1個(gè)基因發(fā)生了快速的改變,。并且其變異不是隨機(jī)的,，而呈現(xiàn)明顯的方向性,。通過理論計(jì)算和功能研究,  他們確定，由于受到適應(yīng)性選擇的作用,，基因發(fā)生了適應(yīng)性進(jìn)化,。

基因重復(fù)后，兩個(gè)基因發(fā)生了功能上的分工,，大大提高了工作效益,，促進(jìn)了葉猴對環(huán)境的適應(yīng)。

科學(xué)家對新基因功能產(chǎn)生的進(jìn)化動(dòng)力存在激烈的爭論：一些學(xué)者認(rèn)為促進(jìn)新功能的適應(yīng)性選擇作用很大,  另一些學(xué)者則認(rèn)為釋放維持原有功能的選擇壓力意義更重大,。他們的研究證明,，在葉猴胰核糖核酸酶中，兩方面的作用都必不可少：基因的重復(fù)釋放了其中一個(gè)拷貝中維持原有功能的選擇壓力,，提供了進(jìn)化的原始材料,；而食物環(huán)境的變化提供了適應(yīng)性選擇的動(dòng)力，推動(dòng)形成效益更高的新酶,。新酶的形成又進(jìn)一步促進(jìn)了動(dòng)物對環(huán)境的適應(yīng)能力,。

雖然現(xiàn)在國際上對適應(yīng)進(jìn)化的研究十分重視，但一般的研究都主要依賴于理論計(jì)算,，很難進(jìn)行試驗(yàn)上的驗(yàn)證,。這項(xiàng)工作通過理論計(jì)算與試驗(yàn)相結(jié)合，向我們展現(xiàn)了生物進(jìn)化的機(jī)制,。

這項(xiàng)工作得到了中國科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新試點(diǎn)工程重要方向項(xiàng)目,，國家自然科學(xué)基金和密西根大學(xué)的部分資助。