加拉帕戈斯群島的西紅柿似乎正在逆向發(fā)展

這個(gè)想法進(jìn)化回溯并不是一個(gè)全新的想法，但將其付諸行動(dòng)并不是每天都有的經(jīng)歷。

一個(gè)新記錄的在加拉帕戈斯群島黑色巖石上野生種植西紅柿的例子為研究人員提供了一個(gè)典型的例子，說(shuō)明物種通過(guò)逆轉(zhuǎn)數(shù)百萬(wàn)年來(lái)發(fā)生的基因變化來(lái)適應(yīng)。

來(lái)自加州大學(xué)河濱分校 （UC Riverside） 和以色列魏茨曼科學(xué)研究所 （Weizmann Institute of Science） 的研究人員表示，這證明物種可以逆轉(zhuǎn)已經(jīng)發(fā)生的變化通過(guò)進(jìn)化.

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“這不是我們通常所期望的，”說(shuō)來(lái)自加州大學(xué)河濱分校的分子生物化學(xué)家 Adam Jozwiak?！暗驮谶@里，實(shí)時(shí)發(fā)生，在一個(gè)火山島上?！?/p>

通過(guò)對(duì)從加拉帕戈斯群島采集的 56 個(gè)番茄樣本的分析，包括Solanum cheesmaniae （小龍葵）和Solanum galapagense （龍葵）物種中，該團(tuán)隊(duì)研究了植物中生物堿的產(chǎn)生：旨在阻止捕食者的有毒化學(xué)物質(zhì)。

在馬氏鏈球菌西紅柿，在島嶼的不同地方發(fā)現(xiàn)了不同的生物堿。在東部島嶼上，植物含有生物堿，其形式與栽培水果中的生物堿相當(dāng)來(lái)自世界其他地區(qū);但在西部，發(fā)現(xiàn)了一種更古老、更祖先的化學(xué)物質(zhì)。

這種舊版本的生物堿與茄子親戚西紅柿可以追溯到數(shù)百萬(wàn)年前。

通過(guò)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試和建模，研究人員確定了一種特定的酶負(fù)責(zé)這種生物堿的產(chǎn)生，并證實(shí)了它的古老根源。研究人員確定，僅幾個(gè)氨基酸的變化就足以打開(kāi)生物堿生產(chǎn)的開(kāi)關(guān)。

還有其他孤立的進(jìn)化后空翻的例子，科學(xué)上稱(chēng)為遺傳 atavisms，其中突變導(dǎo)致物種恢復(fù)為表達(dá)祖先特征。這些包括雞實(shí)驗(yàn)它們已經(jīng)進(jìn)行了基因調(diào)整，以恢復(fù)它們古老的長(zhǎng)牙程序。

在這種情況下，不同的是，一個(gè)關(guān)鍵的變化已經(jīng)傳播到整個(gè)人群中。在一些植物中，多個(gè)基因已經(jīng)恢復(fù)，表明涉及強(qiáng)大的選擇壓力。

更有趣的是，加拉帕戈斯群島的西部更年輕——不到五十萬(wàn)年——而且更加貧瘠。似乎環(huán)境壓力可能促使這些步驟回到了進(jìn)化史上。

除了是進(jìn)化如何自我轉(zhuǎn)變的迷人例子外，這項(xiàng)研究還為先進(jìn)的基因工程這具有更好的控制力，改變植物化學(xué)成分以獲得多種好處。

“如果你只改變幾個(gè)氨基酸，你就可以得到一個(gè)完全不同的分子，”說(shuō)約茲維亞克?！斑@些知識(shí)可以幫助我們?cè)O(shè)計(jì)新藥，設(shè)計(jì)更好的害蟲(chóng)抗性，甚至生產(chǎn)毒性更小的產(chǎn)品?！?/p>

“但首先，我們必須了解大自然是如何運(yùn)作的。這項(xiàng)研究是朝著這個(gè)目標(biāo)邁出的一步。

該研究已發(fā)表在自然通訊.

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