作者:张冬冬 来源:中国科学报 发布时间:2013-7-18 8:41:50
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进化不只给鹿鼠浅颜色
研究发现大量潜在基因会对自然选择有反应

研究人员利用大型围场监测鹿鼠的进化。图片来源:ROWAN BARRETT
 
从远处看,很难在人群里认出Rowan Barrett,这个长着浓密黑胡子的瘦小男人。但是他的同行却认为,Barrett是可以脱颖而出的。在过去的两年里,Barrett包揽了为年轻进化生物学家设立的几乎所有的主要奖项,包括日前他在2013年进化学年会上获得的多布赞斯基奖。他的成就是:敢于进行规模宏大的实验性进化,以研究自然选择如何构筑生物体的整个基因组。
 
“事实证明,对于一些曾经被认为很难测试的假说,他并不害怕在自然环境中对其进行深入研究和测试。”美国奥斯汀得克萨斯大学进化生物学家Robin Hopkins说,“他有着令人难以置信的毅力。”
 
Barrett现工作于在内布拉斯加州的沙丘地区,生活在当地浅色沙丘上的老鼠的颜色比周围草原上的老鼠颜色要浅。长期以来,研究人员一直假设沙丘老鼠是由于猫头鹰这样的捕食者而颜色变浅,以便保护自己不被捕食者发现。而且相关研究断定,这些老鼠体内被称为“刺鼠”的与色素相关的基因发生了变化。
 
但是Barrett对此并不满意。他说:“这是进化生物学中存在时间最长的假说之一,不过从未于自然条件下在鹿鼠中被直接证实过。”
 
在进化学会议上,Barrett称,他的初步研究结果表明,浅颜色确实能保护沙丘老鼠——但是其他基因可以帮助老鼠茁壮成长。加利福尼亚大学河滨分校进化生物学家David Reznick表示,实验结果显示,“在适应自然的过程中,还有其他因素在起作用”。
 
作为哈佛大学的博士后,Barrett于2010年开始进行相关工作。他和同事捕捉了几百只在深色和浅色地面生活的内布拉斯加州鹿鼠,并对其进行了分类。他们对鹿鼠的DNA进行取样和标记。然后,研究人员在沙丘和附近深色土地的6个50米×50米的围场内放生约100只鹿鼠——其中深色和浅色地面环境各一半。
 
围场的钢栅栏高1.5米,并延长60厘米至地下以防止鹿鼠挖洞逃走,但这并不能保护其被飞行的动物捕获。在两年的时间里,每过几个月,研究人员就会捕捉每个围场中所有活着的鹿鼠,检验该啮齿动物的基因变化。
 
果然,深色鹿鼠在深色土地上活得更好,而浅色鹿鼠在浅色沙地上活得更好。在基因水平上,Barrett的分析证明了“刺鼠”基因的重要性,该基因多个不同的序列在不同的围场环境中或是有利的,或出现进化选择以适应环境。“选择出现在刺鼠基因的相当广泛的区域里,它不仅仅是一种被青睐的突变。”加拿大不列颠哥伦比亚大学的进化生物学家Dolph Schluter说。
 
但是在实验过程中,很多与色素不相关的基因也发生了变化。Barret报告称,该分析揭示,“潜在的大量基因会对自然选择有所反应”。不过他并不清楚哪些变化会影响鹿鼠的何种特征。Barret正在进行调查,并怀疑一些特征其实与捕食者无关。例如,有些特征可能使一只鹿鼠更加健康,或更有能力找到食物。
 
“我们已知的很多关于进化选择的想法都很粗糙。”Schluter说,“当开始做实验时,我们会很惊讶地发现一些我们没有预料到的事。”(张冬冬
 
《中国科学报》 (2013-07-18 第3版 国际)
 
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2013-7-19 9:17:21 breez
科學精神!!!
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