撰文 | 賈森·G.戈德曼（Jason G. Goldman）

翻譯 | 施懌

達爾文的山雀也許是展示“適應輻射”的最著名的案例了。適應輻射是一種演化現象，它描述了單一祖先物種迅速演化為(wei) 一係列多樣化的新物種的現象。這些新物種都演化出了獨特的適應性，能夠很好地適應自身所處的環境。但東(dong) 非的麗(li) 魚完全不同於(yu) 加拉帕戈斯群島上的鳥兒(er) 。同樣是在200萬(wan) ～300萬(wan) 年間，加拉帕戈斯群島的雀類演化出了14種不同的山雀；而馬拉維湖（Lake Malawi）的麗(li) 魚科（Cichlidae）則演化出了超過1000種不同的麗(li) 魚。科學家開展了一項新的研究，揭示了這場迅速而富有戲劇性的多樣性擴張背後的遺傳(chuan) 學機製。

麗(li) 魚有各種各樣的身體(ti) 形狀、顏色搭配、口腔結構、行為(wei) 和飲食習(xi) 性。“用肉眼觀察麗(li) 魚時，它們(men) 的不同之處看起來如此明顯，”英國厄爾漢姆研究所的演化生物學家塔蘭(lan) ·梅塔（Tarang Mehta）說，“但是，當比較這些麗(li) 魚的蛋白編碼基因時，卻發現多樣性的程度很低。”

蛋白編碼基因會(hui) 影響生物體(ti) 的主要性狀。此前的研究已經指出，麗(li) 魚科的“非編碼”區比編碼區演化得更迅速。這部分區域又可以被稱為(wei) “調控”區域，它可以決(jue) 定編碼區的基因何時、以什麽(me) 樣的方式、在哪些組織中表達或沉默。有了這些調控區域，即便是同一套基因也能以數以千計的不同方式組合在一起。梅塔將這種現象稱為(wei) “修修補補”。但是，科學家並不確定這種修補現象是否能推動生物演化出新的物種。

在一項發表於(yu) 《基因組生物學》（Genome Biology）的研究中，梅塔和同事分析了來自東(dong) 非河流和湖泊中的5種麗(li) 魚科魚類的大腦、眼睛、心髒、腎髒、肌肉組織和睾丸中的基因表達狀態。借助他們(men) 開發的一種計算模型，研究人員發現，基因組中非編碼區域的變化“在適應性演化的基本麵中占據了很重要的位置”，英國東(dong) 安格利亞(ya) 大學的生物學家費德裏卡·迪·帕爾馬（Federica Di Palma，這項研究的通訊作者）說，這導致了物種的分化。例如，研究團隊發現，調控區的改變能影響蛋白編碼基因的表達，進而幫助麗(li) 魚在特定的環境條件下擁有更好的視力。可以說，如果某些物種棲息在相似的環境中，具有相似的飲食習(xi) 性，那麽(me) 它們(men) 的調控網絡更有可能演化出相似的改變。

許多生物學家擔心地球的生物多樣性正在加速丟(diu) 失，但瑞士巴塞爾大學的動物學家沃爾特·薩爾茨伯格（Walter Salzburger，並未參與(yu) 這項研究）表示，科學界還沒有完全弄清楚生物的多樣性最初是如何演化的。馬拉維湖、坦噶尼喀湖和維多利亞(ya) 湖的麗(li) 魚科生物為(wei) 研究人員提供了觀察這一過程的獨特機會(hui) 。

目前，梅塔的團隊正將同樣的分析方法應用於(yu) 羅非魚。羅非魚也屬於(yu) 麗(li) 魚科，是世界第二大養(yang) 殖魚類。梅塔表示，如果研究人員能找出與(yu) 適應極端鹽度或溫度的性狀有關(guan) 的“修補基因”，將會(hui) 對羅非魚的選育過程具有重要意義(yi) ，養(yang) 殖業(ye) 可以借此更有效地養(yang) 活這個(ge) 饑餓的世界。


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