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科学家发现推测进化时间的分子时钟并不准确
【字体: 大 中 小 】 时间:2001年10月15日 来源:
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(生物通编译)对于两种现存物种的已经灭绝的共同祖先,如何知道它的存在年代呢?从两个物种中提取同样的基因,并且计算DNA中的差异。然后通过DNA突变速率和节奏来划分。生物学家们喜欢这种分子时钟,并且其应用历史已经有数十年的时间。但是新的研究表明这种分子时钟可能并不准确。
1965年,生物化学家提出基因变异按照恒定的速度进行累积,从而令传统生物学家们极为震惊。因此,两个物种之间突变的数量可以用来推测物种进化分支发生的时间,甚至不需要化石来提供证据。从那时起,科学家们已经使用不同基因的分子种来研究各种物种的进化,从艾滋病毒到鸟类,再到鲸类。尽管发现过不符合这一规律的例外情况,大多数生物学家们仍然坚持使用这种最喜爱的时钟。
但是9月25日出版的Proceedings of the National Academy of Sciences上,加州大学Irvine分校的遗传学家Francisco Rodrigues-Trelles和同事们提出可能应该放弃使用分子钟了。他们从GenBank数据库中下载了78个物种(从松树到人)的三个非常熟悉的基因(Gpdh,Sod,Xdh)序列。他们使用这些数据来建立一个进化树,其中包括了一些古生物学家们已经确定时间的关键分支作为标准点。
但是当科学家们开始计算每个进化分支中的突变数时,他们发现进化速率差异相当大,甚至亲缘关系密切的物种之间也如此。比如,果蝇Drosophila obscura的Sod时钟比另一种果蝇Drosophila willistoni的走得要快十倍,而Xdh时钟则非常准确。相反,Gpdh时钟在哺乳动物中比在果蝇中走得快十倍。研究者总结说,总体上分子钟比以前认为的要不稳定的多,从而用来确定准确的进化时间是不现实的。他们将这种不稳定性归结为自然选择的无常性,自然选择可能有时限制一定遗传系中的特定遗传突变。
进化生物学家们自然不愿意得知这样一个得到重用的计时方法存在着瑕疵。密歇根大学的David Mindell说“这是一个坏消息,我们对进化时间的估计中肯定充满了错误。”但是他补充说,最终这也是个好消息,摈弃分子钟理论后,可能更好地了解在广泛范围种类的生物中分子进化。
——摘译自Science Now