达尔文留给世界最宝贵的财富就是《物种起源》里面提出的进化论学说,1837年,他在笔记本上画了一棵树,这是他最喜爱的一个隐喻,每个细枝代表着某个物种,而它们源自一个共同的根 。长期以来 , 人们都用“树”来描绘生物进化历史 。然而,现在这棵“进化树”却遭到了质疑与挑战 。
日前 , 在南京古生物博物馆举办的“达尔文与进化论”科学论坛上,复旦大学生命科学院教授钟扬表示,随着现代分子生物学研究的深入,科学家发现,许多病毒等微生物的进化是“网状”结构而非“树状”,而物种内的大多数变异很可能是随机的,并非“自然选择” 。
SARS消失是因为进化
病毒网状进化结构挑战“进化树”
钟扬介绍 , DNA双螺旋结构发现后,科学家的研究逐步深入到分子水平 , 可以通过比较DNA序列来研究不同生物之间的进化关系 。众所周知的SARS病毒分子进化研究就是一个极好的案例 。钟扬教授从2003年起参加关于SARS病毒进化的研究,在他看来,SARS病毒消失也是因为进化 。
科学家在分析SARS病人的DNA序列时发现,在SARS发病的早期,达尔文的自然选择占了绝对的优势,所以那个时候病人虽少,但变异非常快,这样有利于病毒迅速适应环境进行传播 。到SARS爆发时,它已经进入了中期进化,这时基因的变异速度不大,并且很多都是随机突变 。到了后期,SARS病毒进入了淘汰选择,因为它变异很少且环境变了,所以SARS最终不可避免地被淘汰了 。
“SARS病毒在进化上并不是一个优势病毒,它与我们熟悉的肝炎病毒,在自身的进化策略上,差的太远了 。”钟扬笑着说,肝炎病毒一直处于一种温和的状态,它没有那么大的强选择,而且经常进行重组,来不断适应周围环境 。
而随着近年来分子生物学研究的深入,也对现有进化理论提出了挑战 。“例如人们发现不少病毒等微生物的进化并不是树状结构,而是一种网状结构 。”钟扬教授指出,用“进化树”来研究这些微生物显然存在缺陷 。
多数变异并非“自然选择”
基因的命运很可能是随机的
“生物进化并不一定是达尔文所说的优胜劣汰”钟扬告诉采访人员,日本学者木村资生及英美学者金和朱克斯等曾相继提出了分子进化的中性学说 。该学说认为,在分子的进化过程中,“中性”的遗传变异可能比自然选择发挥更大的作用 。
什么是分子进化的中性学说?和达尔文进化论有什么差别?钟扬教授解释,分子进化学说认为 , 大多数进化演化和物种内的大多数变异,不是由自然选择引起的,而是通过那些对选择呈中性或近中性的突变等位基因的遗传漂变引起的 。“它告诉我们,基因的命运很可能是随机的,我们发现,由于选择的力量,在获得一部分好的基因的同时,还是有一部分不太好的基因,甚至是疾病基因,跟我们身体需要的基因联系到一起 。”钟扬教授说,这就提出了一个很有意思的假说,表明生物选择的复杂性,这就是生物进化在分子水平的“顺风车效应” 。
如今,越来越多的分子生物学家开始从进化途径来解决生命科学的前沿问题 。钟扬教授指出,如何构建更为全面的进化网络 , 是摆在我们面前的一项崭新的课题 。
【专家称达尔文“进化树”存缺陷】
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