誰會懷疑手工基因測試用來揭開羅非魚作為金槍魚的壽司，可以深入洞察進(jìn)化，包括新物種的出現(xiàn)?誰能想到要追蹤500萬這些基因快照 - 被稱為“DNA條形碼” -由全球數(shù)百名研究人員從100,000種動物物種中收集并保存在美國政府運(yùn)營的GenBank數(shù)據(jù)庫中?

這將是來自紐約洛克菲勒大學(xué)的Mark Stoeckle和瑞士巴塞爾大學(xué)的David Thaler，他們上周共同發(fā)表的研究結(jié)果肯定會推動，如果不是推翻，還不止一個(gè)關(guān)于進(jìn)化如何展開的既定觀點(diǎn)。

例如，它是教科書生物學(xué)，具有大量，遠(yuǎn)距離種群的物種 - 認(rèn)為螞蟻，大鼠，人類 - 隨著時(shí)間的推移將變得更具遺傳多樣性。

但這是真的嗎?

“答案是否定的，”該研究的第一作者斯托克勒說，他發(fā)表在人類進(jìn)化雜志上。

他告訴法新社，對于地球上76億人，5億只麻雀，或10萬只鷸，遺傳多樣性“差不多”。

該研究最令人吃驚的結(jié)果可能是，包括人類在內(nèi)的10種物種中有9種在10萬至20萬年前形成。

“這個(gè)結(jié)論非常令人驚訝，我盡可能地反對它，”泰勒告訴法新社。

這種反應(yīng)是可以理解的：人們?nèi)绾谓忉屵@樣一個(gè)事實(shí)，即在遺傳上，90%的動物生命與大致相同的年齡?

20萬年前是否有一些災(zāi)難性的事件幾乎擦干了石板?

更簡單，更便宜

要理解答案，就必須了解DNA條形碼。動物有兩種DNA。

我們最熟悉的核DNA是雄性和雌性親本在大多數(shù)動物中傳下來的，并且包含每個(gè)個(gè)體的遺傳藍(lán)圖。

由DNA構(gòu)成的基因組由四種成對排列的分子構(gòu)成。在人類中，這些對中有30億個(gè)，分為約20,000個(gè)基因。

但是所有動物的線粒體中都含有DNA，它們是每個(gè)細(xì)胞內(nèi)的微小結(jié)構(gòu)，將能量從食物轉(zhuǎn)化為細(xì)胞可以使用的形式。

線粒體含有37個(gè)基因，其中一個(gè)稱為COI，用于進(jìn)行DNA條形碼。

與核DNA中的基因不同，核DNA在不同物種之間存在很大差異，所有動物都具有相同的線粒體DNA組，為比較提供了共同的基礎(chǔ)。

分離線粒體DNA也更簡單，更便宜。

2002年左右，加拿大分子生物學(xué)家保羅·赫伯特(Paul Hebert)創(chuàng)造了“DNA條形碼”這一術(shù)語 - 通過分析COI基因來確定物種識別方法。

“線粒體序列已證明對于這種全動物方法是完美的，因?yàn)樗『闷胶饬藘煞N相互矛盾的特性，”Thaler說。

'中性'突變

一方面，所有動物的COI基因序列相似，因此易于挑選和比較。

另一方面，這些線粒體片段的不同足以能夠區(qū)分每個(gè)物種。

“它幾乎完全符合每個(gè)動物領(lǐng)域?qū)＜覍＜业奈锓N名稱，”Thaler說。

在分析100,000種物種的條形碼時(shí)，研究人員發(fā)現(xiàn)了一個(gè)跡象，表明幾乎所有動物都與人類同時(shí)出現(xiàn)。

他們所看到的是所謂的“中性”突變?nèi)狈ψ儺悾@是幾代人DNA的輕微變化，既不會幫助也不會傷害個(gè)體的生存機(jī)會。

換句話說，它們與進(jìn)化的自然和性驅(qū)動力無關(guān)。

這些“中性”突變彼此之間的相似與否就像樹木年輪 - 它們揭示了一個(gè)物種的大致年齡。

這讓我們回到了我們的問題：為什么今天存在的絕大多數(shù)物種幾乎同時(shí)出現(xiàn)?

達(dá)爾文感到困惑

洛克菲勒大學(xué)人類環(huán)境項(xiàng)目主任Jesse Ausubel解釋說，環(huán)境創(chuàng)傷是一種可能性。

“病毒，冰河時(shí)代，成功的新競爭對手，失去獵物 - 所有這些都可能導(dǎo)致動物種群急劇下降的時(shí)期，”他告訴法新社評論這項(xiàng)研究。

“在這些時(shí)期，基因創(chuàng)新更容易掃除人口并促成新物種的出現(xiàn)。”

但最后一次真正的大規(guī)模滅絕事件發(fā)生在6550萬年前，當(dāng)時(shí)可能的小行星撞擊摧毀了陸地上的恐龍和地球上所有物種的一半。這意味著人口“瓶頸”只是部分解釋。

“最簡單的解釋是，生活總是在不斷發(fā)展，”斯托克勒說。

“更有可能的是 - 在進(jìn)化的任何時(shí)候 - 那時(shí)活著的動物最近才出現(xiàn)。”

在這種觀點(diǎn)中，物種只有持續(xù)一定的時(shí)間才能演變成新的或滅絕的物種。

然而，來自研究物種的另一個(gè)意外發(fā)現(xiàn)具有非常明確的遺傳邊界，并且兩者之間沒有任何關(guān)系。

“如果個(gè)體是恒星，那么物種就是星系，”泰勒說。“它們是空曠的序列空間中的緊湊簇。”

他說，缺乏“中間”物種也讓達(dá)爾文感到困惑。