1970年代,进化生物学家Kerstin Johannesson常在瑞典群岛岸边漫步,寻找会动的鹅卵石——其实是海螺。她的导师让她记录物种特征,她很快发现一个规律:厚壳海螺待在岸边,薄壳的偏爱浪打的礁石,中间地带则是壳厚居中的个体。它们看起来像是不同物种,但Johannesson怀疑,这些可能只是同一物种的不同形态。
约50年前,植物学家Göte Turesson在同一类场景中也有过类似顿悟。他在瑞典海岸行走时注意到,不同地段的海滨藜开花时间、茎秆长短各异,过渡地带的性状则居中。他在自家花园培育这些植物,发现这些差异有遗传基础,尽管源自同一物种。1922年,他发表论文并创造了"生态型"(ecotype)一词,指适应特定微生境的物种子群。
当时物种定义比今天更模糊,基因仍是理论概念,DNA结构还要30年后才被发现。Turesson" struggled to be accepted",Johannesson说,她现任哥德堡大学Tjärnö海洋实验室主任。一个物种怎能包含多种截然不同的表型却不分裂成两个物种?"他说服同事相信物种内部存在遗传差异和本地适应,费了很大功夫。"
直到2000年代初,全基因组测序对进化生物学家变得可及,Turesson关于生态型的假说才得以验证。通过比较生命树上各生态型的DNA序列——从海螺到三刺鱼,从竹节虫到更多物种——科学家得以在分子层面研究适应和物种形成。
"在我看来,这是生物学史上最激动人心的时代,也许除了回到达尔文时代,"伦敦大学学院进化遗传学家Sean Stankowski说,"即使我们明白生物由遗传编码程序控制,我们也从未真正触及它。现在我们正在查看基因组中的每一个核苷酸分子——A、T、G、C。"
Johannesson、Stankowski等研究者的基因组生态型分析解释了某些物种如何维持多种适应的DNA序列,使进化得以……
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