一項(xiàng)最近研究顛覆了傳統(tǒng)的進(jìn)化理論,,預(yù)示著基因變化的累積并不是由自然選擇決定,。
進(jìn)化論研究的核心是描述生物進(jìn)化的歷史(系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù))和探索進(jìn)化過(guò)程的機(jī)制。自本世紀(jì)中葉以來(lái),,隨著分子生物學(xué)的不斷發(fā)展,,進(jìn)化論的研究也進(jìn)入了分子水平。當(dāng)前分子進(jìn)化的研究已是進(jìn)化論研究的重要手段,,并建立了一套依賴(lài)于核酸,、蛋白質(zhì)序列信息的理論方法。近年來(lái),,隨著序列數(shù)據(jù)的大量增加,,對(duì)進(jìn)化關(guān)系的爭(zhēng)論也越來(lái)越激烈。不少的研究結(jié)果對(duì)分子進(jìn)化論的范例也提出了一些異議,。
最近的這項(xiàng)由芝加哥大學(xué)的研究人員主持的研究表明,,進(jìn)化論中被接受的變異比率同時(shí)也會(huì)被某個(gè)基因發(fā)生新變異的速度所嚴(yán)重影響:新變異的速度越快,這些變異被接受的比率也就越高,。
芝加哥大學(xué)遺傳學(xué)助理教授,,霍華德醫(yī)學(xué)研究中心研究員布魯斯(http://hominid.uchicago.edu/,)說(shuō):“我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)驚人的現(xiàn)象,這一現(xiàn)象對(duì)流行了幾十年的分子進(jìn)化論的范例是一個(gè)重大挑戰(zhàn),。”
幾十年來(lái),,分子進(jìn)化論者都相信,無(wú)論某個(gè)基因發(fā)生了多少變異,,以及這些變異是否全部被機(jī)體記憶并遺傳,,基本上都是由自然選擇決定的。這項(xiàng)新的研究顯示,,新變異發(fā)生的速度同時(shí)也對(duì)變異是否會(huì)被固定遺傳產(chǎn)生一定的影響,。
三十多年來(lái),分子進(jìn)化學(xué)家一直認(rèn)為特定基因中突變的數(shù)目以及突變?cè)谀承┪锓N中是否保留下來(lái)主要是由自然選擇決定的,。但是,新的資料表明基因變化的積累不僅僅由自然選擇決定,。芝加哥大學(xué)的一項(xiàng)研究表明進(jìn)化過(guò)程中被接受的突變百分率還受到基因中新突變發(fā)生的速度的強(qiáng)烈影響:新突變出現(xiàn)的速度越快,,那些被接受的突變的百分率就會(huì)越大。
這個(gè)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了盛行數(shù)十年的經(jīng)典分子進(jìn)化理論,。這項(xiàng)研究的發(fā)現(xiàn)將公布在2005年7月的Trends in Genetics上,,目前已經(jīng)可以在6月7日的雜志網(wǎng)站上獲得。
Lahn研究組分析了近6000個(gè)基因:對(duì)于每個(gè)基因,,他們比較了兩個(gè)哺乳動(dòng)物種類(lèi)中序列的差別,。這樣他們就可以測(cè)量一個(gè)特定基因的突變率,,尤其是不影響蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的同義突變(Ks)率。這類(lèi)突變?cè)诠δ苌鲜侵行缘?,即自然選擇對(duì)它們是否在進(jìn)化過(guò)程中被接受不產(chǎn)生影響,。研究組還研究了非同義突變(Ka,影響蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的突變)的突變率,。這些突變是典型的受自然選擇影響的主體,。
接著,研究人員分析了Ka/Ks率,。低的Ka/Ks率表示強(qiáng)大的選擇,;相反,高的百分率表示弱的選擇,。一些基因的這個(gè)比率是零,,即意味著蛋白質(zhì)變化不能接受;一個(gè)假基因的這個(gè)比率約為1——這意味著同義突變和非同義突變被接受的幾率是相同的,。一個(gè)在有機(jī)體中具有重要功能的基因,,其Ka/Ks率一般都很低。
無(wú)論特定基因中的新突變率如何,,研究人員還是認(rèn)為在進(jìn)化中發(fā)生的被接受的非同義突變的百分率是恒定的,。
這些新數(shù)據(jù)表明如果一個(gè)基因中發(fā)生的突變?cè)蕉啵敲催@個(gè)基因往往接受那些突變的百分率也越高,。