鸟是如何得到它们的翅膀 科学家说 细菌可能提供线索

鸟是如何得到它们的翅膀的?科学家说，细菌可能提供线索长期以来，人们都知道主要新奇特征的演变 - 如翅膀，花朵，角或肢体等特征 - 在允许生物体利用其周围环境中的新机会方面起着关键作用。然而，还有待讨论的是这些重要的增强是如何从遗传的角度出发的。

由牛津大学领导的一个由进化生物学家组成的国际团队的新研究已经使用细菌来证明获得重复的基因拷贝可以提供一个“模板”，允许生物从现有基因的冗余拷贝中发展出新的属性。自20世纪70年代以来，已经提出基因复制在创新中发挥关键作用，但这些发现为支持这一理论增加了重要的经验证据。

该研究涉及与苏黎世大学研究人员的合作，发表在PLOS Genetics期刊上。牛津大学动物学系威康信托研究员克雷格麦克莱恩教授说：“翅膀和花朵等新奇特征的出现，在生物多样性的演变中发挥了关键作用。然而，通常很难理解推动这些进化创新的实际遗传变化。

“我们利用了一种简单的细菌模型系统，在这种系统中，细菌可以进化出食用新食物的能力，从而克服这一障碍。”研究人员允许380个铜绿假单胞菌群体进化出新的代谢特征，例如降解新糖的能力。这使研究人员有机会亲眼目睹进化的实时发生。

经过30天的进化，他们对已经进化出新的代谢特征的细菌的基因组进行了测序。他们发现突变主要影响参与转录和代谢的基因，并且这种新颖性倾向于通过铜绿假单胞菌基因组中预先存在的重复基因的突变而进化。

复制驱动新颖性，因为复制提供的遗传冗余允许细菌在不损害现有功能的情况下进化新的代谢功能。这些研究结果表明，过去的重复事件可能对未来的创新很重要。麦克莱恩教授补充说：“我们研究的关键见解是，拥有多余的基因拷贝可以为细菌提供一个模板，用于培养新的特性而不会牺牲现有的特性。换句话说，多余的基因允许细菌吃蛋糕并吃掉它。

'在动物和植物等高等生物中，重复的基因来自现有基因的自发重复。相反，细菌倾向于通过水平基因转移从相邻细菌细胞中获得重复基因，水平基因转移是性别的细菌等同物。“这些研究结果为支持基因重复在进化创新中的作用提供了重要的经验证据，并且他们认为有可能预测致病菌进化临床重要性状的能力，如毒力和抗生素抗性。”