新物种的形成与起源,新物种是怎样形成的,新物种的简要定义为生物进化的实质过程中所发生的突变以及自然的选择,或许至今人类也能明白物种起源这一深奥的课题原文www.qiwen.tv。
虽然达尔文给自己的书起名为《物种起源》,但他并不能解释物种究竟是如何形成的,他把这称为“迷中之谜”。而在一个半世纪之后,两群动物是通过什么机制变得基因不相容的,依然是生物学上最大的难题。我们明白达尔文的加拉帕格斯群岛地雀由于被分离到不同岛屿上,渐渐适应不同环境,产生生殖隔离,从而演化成了不同的物种。然而,很难解释的是,在没有被物理隔离的种群中新物种也会迅速产生。而令人惊讶的是,一个名字乏味的基因Prdm9,可能掌握了物种形成的关键。
1974年,当时的捷克斯洛伐克遗传学家基里.弗瑞(Jiri Forejt) 在杂交两个小鼠亚种时,发现可能有一个未知的基因与生殖隔离有关。到了21世纪,弗瑞和同事终于在小鼠第十七号染色体上锁定了这个导致生殖隔离的基因-Prdm9。与此同时,英国牛津大学生物学家彭廷(Chris Ponting)正在寻找给予人类独特性的基因,他认为应该就是人类基因中变化最快的那个。这个基因恰恰也是Prdm9,而它在整个动物界都是以极高的频率进化着。
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彭廷的研究似乎进了死胡同,但弗瑞的小鼠基因却显得越发有趣了。没有任何基因演化的目的会是让生物不育,Prdm9在杂种不育中所起的作用理应是它正常功能的副产品。很快,另外一个方向的研究揭示了Prdm9基因的真正功能。
当生物产生精子或卵子的时候,染色体会配对并交换部分DNA片段,使得继承自父母的基因发生重组。而研究发现,重组DNA片段的位置并非随机,多数都在特定的“热点(hotspots)”上。英国牛津大学的统计遗传学家吉尔.迈克维恩(Gil McVean) 发现,约40%的热点都有一个相同的含十三个碱基的DNA序列。他还发现,可能是一种锌指蛋白激活了重组热点,触发了重组。而后来的研究证实编码这种锌指蛋白的基因正是Prdm9。
基因重组的时候有时会抹掉原来的热点,而Prdm9变异后会为基因重组制造新的热点。在几百上千代的遗传过程中,基因组中的热点一直是在不停变化的。而有着不同的Prdm9基因的个体,基因重组时的热点也是不同的原文www.qiwen.tv。
多数研究者认为,就是这个指定DNA交换位置的功能,使得Prdm9导致某些组合的卵子和精子不亲和。然而困难在于,没有明显的理由可以解释为什么基因重组热点不同的个体在生殖上是不亲和的。小鼠杂种不育的确与Prdm9有关联,但在其他生物身上Prdm9是否和不育有关也还没有相关证据。研究者正致力于研究小鼠的Prdm9和其他基因的相互作用,从而最终搞清楚Prdm9和生殖隔离的关系。
如果最终证实Prdm9确实是导致生殖隔离的基因,那么它就会成为解开新物种如何形成,这个达尔文的“迷中之谜”的钥匙,当之无愧的演化x因素qiwen.tv。