Science：每朵玫瑰都有刺，是吗?

为什么完全不同的物种相隔数百万年却发展出非常相似的特征?冷泉港实验室的植物生物学家在被称为“皮刺”的刺状突起中找到了答案。没有刺的玫瑰只是一个开始。这一发现可能会对我们如何看待整个生命的进化产生重大影响。

　　

根据希腊神话，当阿芙罗狄蒂的脚被一根刺刺破，鲜血洒在白玫瑰上时，红玫瑰首次出现。从那时起，玫瑰的刺就激发了无数诗人和失恋情侣的想象力。

但它们并不是唯一有这种危险突起的植物，这种突起在技术上被称为prickles。刺在整个植物界的物种中都是独立进化的。它们的主要功能是抵御食草动物。它们甚至存在于某些茄子和水稻作物中。然而，多年来，人们一直不清楚这种特征是如何在这些不相关的物种中如此频繁地出现的。

现在，在一项突破性的发现中，冷泉港实验室(CSHL)发现，尽管数百万年的进化分离，同一个古老的基因家族对许多植物的刺负责。

CSHL博士后James Satterlee在参观他的导师Zachary Lippman种植数百种茄类植物的田地时受到启发，开始研究刺。

“我注意到很多都有非常突出的刺。所以，我问，‘我们知道些什么?这种适应是怎么回事?’结果我们几乎一无所知，”Satterlee回忆道。

Satterlee与西班牙的科学家一起开始分析茄子，这使他找到了一个名为LONELY GUY (LOG)的基因家族。LOG基因通常负责产生一种导致细胞分裂和扩张的激素。萨特利发现，某些LOG突变也会消除茄子中的刺。Lippman和Satterlee想知道:在数百万年的时间里，与LOG相关的基因是否会导致多种植物的刺的增加和减少?

研究小组开始梳理之前的研究，并联系全球各地的合作者。Satterlee与纽约植物园合作，研究了有刺和没有刺的标本。康奈尔大学的合作者利用基因组编辑技术消除了沙漠葡萄干(一种原产于澳大利亚的觅食浆果)中的刺。另一位在法国的同事抑制了玫瑰上的刺。总的来说，研究小组在大约20个物种中发现了刺与log相关的基因。

Lippman说，虽然这一发现可以用于设计没有刺的植物，但它对理解所有生命的趋同进化也有重大意义。也就是说，完全不同的物种是如何独立地发展出相似的特征的。

“你实际上是在问一般的生命——特征的进化。它们是如何出现的?它们是如何被修改的?潜在的机制是什么?对于我们认为理所当然的事情，我们能学到什么?他解释道。

这个问题的答案有一天可能会让一些不太为人所知的物种，比如沙漠葡萄干，成为超市里的一种新水果。至少，它会让园艺家更容易拔掉玫瑰讨厌的刺。