1970年代,進(jìn)化生物學(xué)家Kerstin Johannesson常在瑞典群島岸邊漫步,尋找會(huì)動(dòng)的鵝卵石——其實(shí)是海螺。她的導(dǎo)師讓她記錄物種特征,她很快發(fā)現(xiàn)一個(gè)規(guī)律:厚殼海螺待在岸邊,薄殼的偏愛浪打的礁石,中間地帶則是殼厚居中的個(gè)體。它們看起來像是不同物種,但Johannesson懷疑,這些可能只是同一物種的不同形態(tài)。
約50年前,植物學(xué)家G?te Turesson在同一類場景中也有過類似頓悟。他在瑞典海岸行走時(shí)注意到,不同地段的海濱藜開花時(shí)間、莖稈長短各異,過渡地帶的性狀則居中。他在自家花園培育這些植物,發(fā)現(xiàn)這些差異有遺傳基礎(chǔ),盡管源自同一物種。1922年,他發(fā)表論文并創(chuàng)造了"生態(tài)型"(ecotype)一詞,指適應(yīng)特定微生境的物種子群。
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當(dāng)時(shí)物種定義比今天更模糊,基因仍是理論概念,DNA結(jié)構(gòu)還要30年后才被發(fā)現(xiàn)。Turesson" struggled to be accepted",Johannesson說,她現(xiàn)任哥德堡大學(xué)Tj?rn?海洋實(shí)驗(yàn)室主任。一個(gè)物種怎能包含多種截然不同的表型卻不分裂成兩個(gè)物種?"他說服同事相信物種內(nèi)部存在遺傳差異和本地適應(yīng),費(fèi)了很大功夫。"
直到2000年代初,全基因組測序?qū)M(jìn)化生物學(xué)家變得可及,Turesson關(guān)于生態(tài)型的假說才得以驗(yàn)證。通過比較生命樹上各生態(tài)型的DNA序列——從海螺到三刺魚,從竹節(jié)蟲到更多物種——科學(xué)家得以在分子層面研究適應(yīng)和物種形成。
"在我看來,這是生物學(xué)史上最激動(dòng)人心的時(shí)代,也許除了回到達(dá)爾文時(shí)代,"倫敦大學(xué)學(xué)院進(jìn)化遺傳學(xué)家Sean Stankowski說,"即使我們明白生物由遺傳編碼程序控制,我們也從未真正觸及它。現(xiàn)在我們正在查看基因組中的每一個(gè)核苷酸分子——A、T、G、C。"
Johannesson、Stankowski等研究者的基因組生態(tài)型分析解釋了某些物種如何維持多種適應(yīng)的DNA序列,使進(jìn)化得以……
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