在發(fā)表《科學(xué)》（Science）雜志上的一篇新論文中，研究人員證實(shí)一種控制鹿鼠（deer mice）毛色的基因發(fā)生了9次突變，研究結(jié)果對(duì)進(jìn)化的作用機(jī)制做出了新的闡述。

對(duì)于生活在美國內(nèi)布拉斯加沙丘上的鹿鼠而言，顏色可能完全就意味著生與死的差別。

當(dāng)它們最初移居到這一地區(qū)時(shí)，黑色老鼠與淺色的沙土形成顯示出鮮明的反差，使得它們很容易成為捕食者的獵物。在接下來的8000年里，老鼠進(jìn)化出了一個(gè)新的偽裝系統(tǒng)：更淺的毛色，其尾巴上的條紋和全身的色素水平均發(fā)生了改變，這使得它們能夠與新棲息地相融合。

現(xiàn)在哈佛大學(xué)的研究人員正用他們的例子來解答有關(guān)進(jìn)化的一個(gè)基礎(chǔ)問題：這一過程是一大飛躍——單突變導(dǎo)致了生物體顯著的變化為特征？還是許多小改變隨時(shí)間累積的結(jié)果？

在這篇Science文章中，由生物體和進(jìn)化生物學(xué)及分子和細(xì)胞生物學(xué)教授Hopi Hoekstra領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組，證實(shí)小鼠毛色的變化并非單次突變的結(jié)果，一個(gè)單基因至少總共發(fā)生了9次突變。

論文的第一作者、Hoekstra 實(shí)驗(yàn)室前博士后人員、現(xiàn)任肯塔基大學(xué)助理教授的Catherine Linnen 說：“研究結(jié)果揭示了自然選擇累積效應(yīng)，對(duì)許多小遺傳變化起作用，導(dǎo)致迅速及顯著改變的機(jī)制。這有助于我們從遺傳的角度看了解如此多生物與環(huán)境之間神秘的適應(yīng)。通過對(duì)許多小改變，而非少數(shù)大改變起作用，自然選擇可以導(dǎo)致非常精細(xì)磨合的適應(yīng)。”

然而令人驚訝地是，這樣的磨合發(fā)生在一個(gè)單基因中。

2009年Linnen、Hoekstra和同事們首先發(fā)現(xiàn)了這一稱作agouti的基因在偽裝中的作用，其導(dǎo)致了許多動(dòng)物皮毛的色素改變。例如每種馴養(yǎng)的黑貓?jiān)摶蚨加幸粋€(gè)DNA缺失。

令Hoekstra和研究團(tuán)隊(duì)感到驚奇的并非是該基因與此有關(guān)，而是9種突變每一種都與動(dòng)物皮毛一種獨(dú)特的改變相關(guān)，所有的新突變均導(dǎo)致了更具偽裝性的顏色，這些突變發(fā)生在一個(gè)相對(duì)較短，8000年的時(shí)間范圍內(nèi)。

“基本上，這些突變似乎是隨時(shí)間累積的。每一種都使得老鼠顏色更淺，更具偽裝性，”Hoekstra說。

針對(duì)這些突變，研究人員隨后檢測(cè)了老鼠自然種群的DNA，以確定這些突變是否確實(shí)是有利的。

Hoekstra 說：“對(duì)于每種突變都與顏色改變相關(guān)，我們還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)與正選擇一致的信號(hào)。這意味著，色素沉著的每次特異性改變都是有益的。這與我們正在講述的故事相一致：這些突變正在微調(diào)這一性狀?！?/SPAN>

Hoekstra說，這些研究結(jié)果不僅提供了自然選擇運(yùn)作方式的寶貴認(rèn)識(shí)，還凸顯了追蹤研究問題到最終的重要性。

她說：“進(jìn)化是由大的跳躍還是小步驟支配一直以來是一個(gè)問題。當(dāng)我們第一次涉及agouti基因時(shí)，我們本可以停在那里，得出結(jié)論：進(jìn)化采取了大步驟，因?yàn)橹挥幸粋€(gè)主要基因與之有關(guān)，但這將是錯(cuò)誤的。當(dāng)我們更密切地檢測(cè)這一基因，我們發(fā)現(xiàn)事實(shí)上，即使是在這個(gè)單位點(diǎn)內(nèi)，也有許多小步驟。

展望未來，Hoekstra和她的研究小組希望了解突變發(fā)生的順序，這將允許她們重建老鼠隨時(shí)間發(fā)生的改變。