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生物进化-新形状的获得

开发技术 开发技术 1个月前 (10-27) 21次浏览

上一节我们讨论过:一个物种从一个地方走出,然后扩散,之后通过隔离产生分化,甚至形成新的物种。当然,也有可能被其他更厉害的胁迫(生物或非生物)缩小生态圈,最终灭绝,甚至是被自己原生态圈走出来的物种,屠杀或者挤压而灭绝。唯一值得欣慰的,如果是同类祖先的后代来替代被灭绝的物种时,被灭绝的物种会将部分优秀基因保留在后来种群中(基因渐渗——两个物种都被认可的时候叫基因渐渗,另一个物种从来没出现时,那就是无偿做贡献了——英雄论中也可以说是虽然身死,却将自己刻画在敌人的生命里)。

我们讲过尼安德特人为了自己的生存做过最后的努力,让现存的我有体内有2%左右的基因序列,影响着我们的审美。

小麦族的研究发现,不同的麦族植物还不同比例的保留着其他物种的基因或性状(这个保留,似乎还没有南方汉人厉害,南方汉族和北方汉族已是没有太大的差别(已经成功的将他们与少数民族的交流稀释了))。

 

那么,物种自己怎么获得新的性状呢,以前一直在想,今天发现08年的时候有人已经做过了。

实验:在一个有限葡萄糖供给的培养基中,放上大量大肠杆菌不能利用的柠檬酸能源。(仿佛看到人类祖先看到了淀粉类的食物无动于衷)

结果:33000代之后,发现了一个能利用柠檬酸的群体,其群体密度大大增加。

每个群体在之前都进化出了能够利用柠檬酸的基础条件,但是只有一个群体有这个首先进化除了利用新能源的体系。(仿佛看到一群像猩猩的人类祖先在笑呵呵地种着野生水稻,边上有啃生肉的同类嘲笑着他们,这个时候的人类祖先吃的应该不会时成熟的种子,吃的是刚灌浆的谷子)。

生物进化-新形状的获得

 

 三个分支共存了10000代以上,突变内群劫持了一个有氧表达的启动子,致使沉默的柠檬酸转运蛋白得以表达。(人类祖先,以及其他很多物种的祖先都招募了淀粉分解相关的蛋白,这项研究可以对动物远的老虎进行,因为老虎也开始吃淀粉了,这或许是食肉动物的一个趋势——人-狗-虎)

细看一下这个故事的诞生吧。

12个coli群体,在限葡萄糖不限柠檬酸盐的培养基繁育超过40000(4万)代,已知能利用柠檬酸的突变体是罕见的。然而,在一个种群中在3.1万代的时候进化出了突变体Cit+,而在3.3万代后,Cit+细胞占据了主导地位(Cit-依然存在)。(由于足够的柠檬酸盐的存在,让Cit+群体急速扩张,并趋于稳定)。

遗传背景可以强化进化(研究发现,每个越是靠后的世代,越容易产生Cit+的突变,我们可以引发出二氧化碳浓度降低使C4植物逐渐崛起的思考,同时,我们也可以想象一只被环境逼成了结瘤固氮的祖先物种,在释放了压力之后会产生怎样的懒惰)。

文中给出了两种机制:突变增加,使所需事件更易发生在后代中(C4?);上位互作作用,Cit+性状并不是突然出现的,是累积了一定的条件,然后才产生的(Nfix?)。

12个能够产生这个新性状的只有Ara-3(其他都失败了)。

生物进化-新形状的获得

 

 UC为1.5万年前消失的分支,仅保留了三个分支。

在验证中,Cit+获得了新的结构,并含有多个拷贝,用于做柠檬酸的转运。通过PCR验证,在其祖先和Cit-的类群中并不存在,而在同世代的Cit+中都存在。 当然Cit+招募了特殊结构之后,该结构的解散也会造成该性状的丢失。

后面是一些猜想及验证,同学们自己看原文吧。

图给出来。

生物进化-新形状的获得

 

生物进化-新形状的获得

生物进化-新形状的获得

 

 生物进化-新形状的获得

 

 生物进化-新形状的获得

 

生物进化-新形状的获得

 


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