哈喽,大家好,杆哥这篇文章,主要来分析颠覆铁律!密歇根大学揭露海量有益突变,进化竟是场追不上的赛跑。
20世纪60年代以来,分子进化中性理论一直是生物学界的“铁律”。
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它被写进每一本教科书,统治了进化生物学整整60年。但最近密歇根大学张建志教授团队的研究,直接把这个核心理论拉下马,还揭开了人类健康的深层密码。
1960年代,木村资生提出的中性理论,成了进化生物学的“圣经”。
它的核心逻辑很简单:绝大多数遗传变异既没好处也没坏处,属于“中性”。有害突变会被自然选择快速淘汰,而有益突变少得可怜,根本成不了进化的主力。
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进化的真正推手,是这些中性突变在种群里的随机扩散,这就是“随机漂变”。
这个理论用简洁的数学模型,解释了分子层面的恒定进化速率,几十年来没人敢质疑。
密歇根大学的研究团队,用了个叫“深度突变扫描”的技术,专门研究酵母和大肠杆菌。
他们系统性地给这两种生物的基因搞突变,然后看这些突变对生长速率的影响——生长快,就说明突变是有益的。
结果让整个科学界都懵了:超过1%的突变居然是有益的!
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这个比例看着小,但比中性理论预测的上限,高出了好几个数量级。按经典模型推算,自然界中固定下来的突变,99%都该是有益的,但实际观察到的却大多是中性的。
实验室数据和自然界现象,出现了巨大的鸿沟。
为了搞懂这个矛盾,张建志团队提出了一个新模型——“具有拮抗性多效性的适应性追逐”。
说白了就是,一个突变好不好,全看环境给不给力。
在当下环境里是“香饽饽”的有益突变,环境一变,可能就成了“绊脚石”,这就是“拮抗性多效性”。
团队做了个酵母实验,把酵母分成两组,都培养800代。一组在不变的培养基里,另一组在10种不同培养基里轮流切换。
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结果很明显:环境变化的那组,最终固定下来的有益突变,比恒定环境组少太多。
关键问题出在时间上:有益突变要扩散到整个种群,需要足够时间。但现实中,环境往往在这之前就变了,曾经的好突变瞬间失效,自然选择就会把它淘汰。
进化根本不是平稳走向完美适应,而是一场永无止境的追逐赛。
这个新理论,给人类健康带来了颠覆性的解释。
我们的基因组,是在漫长的狩猎采集时代塑造的,和现在的生活环境完全脱节。
在食物稀缺的古代,能高效存能量的“节俭基因”是救命的宝贝。但到了食物过剩的今天,这些基因就成了肥胖、2型糖尿病的元凶。
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这就是进化的“不匹配”,也是“拮抗性多效性”的体现——过去的有益突变,现在成了有害的。
更关键的是,人类可能永远处于“适应滞后”状态。我们的适应程度,全看环境上一次大变化是什么时候。
这也解释了为什么现代社会里,很多“富贵病”的发病率越来越高。
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不过研究也有局限,目前的数据都来自酵母、大肠杆菌这些单细胞生物。要用到人类这样的多细胞生物上,还需要更多研究。
但无论如何,60年的旧理论被打破了。进化不是被动的随机过程,而是一场和环境的动态追逐。
我们每个人的基因里,都刻着这场追逐赛的痕迹,而这些痕迹,也悄悄影响着我们今天的健康。
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