基因改造后的酵母担当实验重任
这项研究的负责人是新西兰奥克兰大学生物学院的马修·戈达德教授。他与英国帝国理工学院的同行们合作,成功地利用基因改造后的酵母进行了这项实验。
酵母菌是一种单细胞生物,它的繁殖方式有无性繁殖和有性繁殖两种。在营养条件充足的情况下,酵母菌会采取无性繁殖的方式;在营养缺乏的情况下,它则采取有性繁殖的方式。戈达德小组的科学家们利用基因修饰技术对酵母细胞进行改造,培养出了一种丧失有性繁殖能力只能进行无性繁殖的酵母菌。
实验发现,在生存压力不大的环境中,普通酵母和改造后的酵母生长速度相同。但如果提高温度、向培养基中加盐,使生存环境变得恶劣起来,有性繁殖的酵母就比无性繁殖的那些生长得更快。
研究者认为,有性繁殖酵母会更快地重组基因,产生新变异,帮助生物更快地适应新的环境。正如研究者在论文中所说:“这一实验结果证实,魏斯曼提出的有性繁殖有助于加快自然选择进程的古老理论是正确的。”
性使得一个物种比无性的物种更快地适应新的环境
有性繁殖让自然选择更加有效,因为它增加了遗传变异。进化生物学家一直试图找到一个简单扼要的解释:为何在适者生存这一点上,性能够发挥作用。戈达德小组使用酵母菌这种单细胞生物来验证这个结论———性使得一个物种比无性的物种更快地适应新的环境。
这是首次实验证实性行为有益于进化,专家们给予高度评价。加拿大英属哥伦比亚大学的进化生物学家莎拉·奥托说:“性的进化长期以来使生物学家感到困惑,它似乎是浪费时间和精力,还会打破有利的基因组成。那么为什么还要有性的进化呢?”
“关于这个问题有大量理论解释,但分辨这些理论所需的数据却很缺乏,因为难以设计能将不想要的变量排除在外的实验。现在,利用一种用基因工程方法获得的、只包括性繁殖基本内容的无性酵母菌种,可将外来因素排除掉。这项新研究中的实验技巧是非常了不起的一个进步。我认为这可能为检验性进化的实验建立新的黄金标准。”
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