加拉帕戈斯群岛的西红柿似乎正在逆向发展
这个想法进化回溯并不是一个全新的想法,但将其付诸行动并不是每天都有的经历。
一个新记录的在加拉帕戈斯群岛黑色岩石上野生种植西红柿的例子为研究人员提供了一个典型的例子,说明物种通过逆转数百万年来发生的基因变化来适应。
来自加州大学河滨分校 (UC Riverside) 和以色列魏茨曼科学研究所 (Weizmann Institute of Science) 的研究人员表示,这证明物种可以逆转已经发生的变化通过进化.
“这不是我们通常所期望的,”说来自加州大学河滨分校的分子生物化学家 Adam Jozwiak。“但它就在这里,实时发生,在一个火山岛上。”
通过对从加拉帕戈斯群岛采集的 56 个番茄样本的分析,包括Solanum cheesmaniae (小龙葵)和Solanum galapagense (龙葵)物种中,该团队研究了植物中生物碱的产生:旨在阻止捕食者的有毒化学物质。
在马氏链球菌西红柿,在岛屿的不同地方发现了不同的生物碱。在东部岛屿上,植物含有生物碱,其形式与栽培水果中的生物碱相当来自世界其他地区;但在西部,发现了一种更古老、更祖先的化学物质。
这种旧版本的生物碱与茄子亲戚西红柿可以追溯到数百万年前。
通过进一步的实验室测试和建模,研究人员确定了一种特定的酶负责这种生物碱的产生,并证实了它的古老根源。研究人员确定,仅几个氨基酸的变化就足以打开生物碱生产的开关。
还有其他孤立的进化后空翻的例子,科学上称为遗传 atavisms,其中突变导致物种恢复为表达祖先特征。这些包括鸡实验它们已经进行了基因调整,以恢复它们古老的长牙程序。
在这种情况下,不同的是,一个关键的变化已经传播到整个人群中。在一些植物中,多个基因已经恢复,表明涉及强大的选择压力。
更有趣的是,加拉帕戈斯群岛的西部更年轻——不到五十万年——而且更加贫瘠。似乎环境压力可能促使这些步骤回到了进化史上。
除了是进化如何自我转变的迷人例子外,这项研究还为先进的基因工程这具有更好的控制力,改变植物化学成分以获得多种好处。
“如果你只改变几个氨基酸,你就可以得到一个完全不同的分子,”说约兹维亚克。“这些知识可以帮助我们设计新药,设计更好的害虫抗性,甚至生产毒性更小的产品。”
“但首先,我们必须了解大自然是如何运作的。这项研究是朝着这个目标迈出的一步。
该研究已发表在自然通讯.