在經典的進化論觀點中,生物體會經歷隨機的基因突變,自然選擇最有利的突變。科學雜誌最近發表的一項研究為這一理論增加了一個轉折:群體基因組中已存在的變異可能在富足時期保持隱藏,但在緊張情況下會顯現出來,隨時準備幫助適應環境。
該理論的核心是一種名為 HSP90 的蛋白質。它與其他蛋白質結合,以保持它們的正確摺疊。麻省理工學院生物學教授、科學論文的合著者蘇珊·林德奎斯特 (Susan Lindquist) 過去幾十年的工作已經證實,當 HSP90 從這項任務中分心時(例如在新壓力的環境中可能發生的情況),曾經統一的性狀突然顯示出許多變異。
人們認為,當 HSP90 將蛋白質保持在某種形狀時,它可以補償蛋白質在幾代人中逐漸產生的微小變異。當壓力轉移 HSP90 時,蛋白質的替代形式被釋放,從而引發更廣泛的性狀變異。然後,自然選擇可以作用於這些新性狀,從而促進適應。
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該研究的主要作者、哈佛醫學院的尼古拉斯·羅納 (Nicolas Rohner) 在墨西哥脂鯉(一種棲息在河流中的魚類)身上測試了這一想法。在遙遠的過去,墨西哥脂鯉種群最終進入了水下洞穴,這是一種新的環境,魚類透過失去視力來適應這種環境。
羅納和他的同事在用 HSP90 阻滯劑處理過的水中飼養了地表魚。他們發現,這些魚的眼睛和眼窩大小的變異更大。用化學成分類似於洞穴水的水來刺激地表魚,也會產生眼睛大小變異大於正常的後代。
儘管這些發現並不能證明 HSP90 掩蓋的變異幫助魚類改變了它們的眼睛,但它們為這一想法增加了合理性。壓力如何誘導 HSP90 產生變異仍然是一個謎,但這是一個積極研究的課題。