Science大發(fā)現(xiàn)：驚人的趨同進化事例

             在近期發(fā)布在Science雜志上的一項研究中，科學家們驚訝地發(fā)現(xiàn)不同種類的甲蟲、蚜蟲、蝴蝶和蛾各自平行獨立地獲得了相同的遺傳改變，這些改變使得它們能夠食用劇毒植物，并利用這些毒素來保護自己抵御捕食者。討論中的毒素稱之為強心甾，包括帝王蝶（monarch butterfly）幼蟲的主食馬利筋（milkweed）在內(nèi)的幾種植物都可生成這種毒素。這種毒素可以結合并使所有復雜動物共有的一種蛋白質(zhì)失活，這種蛋白是傳遞神經(jīng)沖動和其他關鍵功能的必要條件。論文的*作者、普林斯頓大學生物學家Peter Andolfatto說對所有動物有毒是植物一種很好的防御機制。但這些昆蟲確實令人驚異。超過20多個物種獨立地獲得了相同基因的突變。這些突變使得昆蟲生成了毒素無法影響的其他版本。

              有許多的昆蟲是以一種微妙的方式通過建立這一基因的雙重拷貝來形成抗性。Andolfatto 說：“現(xiàn)在它們可以參與*不同的游戲。它們使一個拷貝基本上維持不變，而抓住另外一個拷貝，開始探索一些新進化途徑。”這些具有重復基因的昆蟲zui終會形成一種抗性形式和一種脆弱形式。隨后這些昆蟲會完成其他的進化把戲。昆蟲這一基因附近部分會經(jīng)受改變，調(diào)整在身體的各個部分基因兩個不同拷貝激活的方式。這一改變的抗毒素基因在腸中較為活躍，因為腸細胞必須要直接地處理化學攻擊。而在腦部，原始的更脆弱的基因更為活躍，Andolfatto說或許是因為蛋白質(zhì)的原始版本在此處更為有效。Aldolfatto說進化將三種不同的方法結合到一起解決了一個問題。而這些改變在*不同物種的一個平行軌道上發(fā)生。

                 他怎么知道這些適應性改變不是一次在一個共同的祖先進化而來?Andolfatto說這些他們研究的食毒昆蟲關系非常的遠，大約3億年前就發(fā)生了分離。它們都具有關系更近卻無法耐受這種毒素的近親。近期發(fā)表在PNAS雜志上一項研究也獲得了相似的結果。芝加哥大學進化生物學家Marcus Kronforst說：“這些都是很好的論文，描述了一個驚人的趨同進化的例子。你可以看到所有這些關系極遠的昆蟲獨立地進化至相同的選擇壓力——以相同的方式解決了這一問題。”