白鲟为附肢进化提供新理论

幼年白鲟

美洲白鲟以其怪诞的样子而闻名，它拥有长长的鼻部，它的卵则被收集来做鱼子酱，发表在《基因生物学与进化》杂志的一项研究表明美洲白鲟在4200万年前就完全复制了它的整个基因组。这一发现可能会为学者研究由鳍向附肢变化的过程提供一个转折点，因为白鲟经常被当作是人类与鱼类的代表性共同祖先。圣弗朗西斯科州立大学的生物学教授Karen Crow说，我们发现白鲟拥有自己的基因组复制品，这增加了额外的基因材料，使相应研究变得更为复杂，这很有可能改变我们对附肢发育进化的认识。为了研究人类附肢的发育，科学家对比了老鼠中的附肢发育基因与鱼类的鳍发育基因。之前对白鲟的研究曾表明，鱼类在四肢动物发育为爬行类、鸟类、两栖类及哺乳类很早之前就拥有能长出附肢的潜在基因。

在过去十几年间，白鲟成为了进化学研究中最有用的基准之一，因为它在进化树中的位置使它成为了硬骨鱼类向人类进化过程的重要参考。但Crow说，新的研究发现会使由鳍向附肢的过渡变得复杂，因此之前的结论需要重新考量。Crow和他的同事对包含19同源盒基因（19 Hox genes）的染色体区域进行了测序。同源盒基因能够决定身体形态与附肢发育，因此它成为了探测整个基因复制产物的主要候选物。

整个基因组复制品是进化历史中的一件“改变游戏规则的事件”（game-changing event），能够在一个物种中产生新的属种或特征，它由一系列小概率事件的发生所引起，最终导致每个基因都拥有各处的复制品。当它发生时，这对相同基因中的一个会继续行使它先前的功能，而另一个则会丢失，或者出现新的功能。Crow说，这些额外的基因材料会为进化提供原材料。两次具有里程碑意义的基因组复制事件发生于具颚脊椎动物进化之前，其他复制事件也在进化树其他位置发生，特别是一些特殊谱系及分枝上，但复制事件在植物中出现的频率比在动物中更高。不过，Crow说，此次研究表明，复制事件在动物中的出现并不像之前想象的那样稀罕。

化石网 歆塬