1970年代,進化生物學家Kerstin Johannesson常在瑞典群島岸邊漫步,尋找會動的鵝卵石——其實是海螺。她的導師讓她記錄物種特征,她很快發現一個規律:厚殼海螺待在岸邊,薄殼的偏愛浪打的礁石,中間地帶則是殼厚居中的個體。它們看起來像是不同物種,但Johannesson懷疑,這些可能只是同一物種的不同形態。
約50年前,植物學家G?te Turesson在同一類場景中也有過類似頓悟。他在瑞典海岸行走時注意到,不同地段的海濱藜開花時間、莖稈長短各異,過渡地帶的性狀則居中。他在自家花園培育這些植物,發現這些差異有遺傳基礎,盡管源自同一物種。1922年,他發表論文并創造了"生態型"(ecotype)一詞,指適應特定微生境的物種子群。
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當時物種定義比今天更模糊,基因仍是理論概念,DNA結構還要30年后才被發現。Turesson" struggled to be accepted",Johannesson說,她現任哥德堡大學Tj?rn?海洋實驗室主任。一個物種怎能包含多種截然不同的表型卻不分裂成兩個物種?"他說服同事相信物種內部存在遺傳差異和本地適應,費了很大功夫。"
直到2000年代初,全基因組測序對進化生物學家變得可及,Turesson關于生態型的假說才得以驗證。通過比較生命樹上各生態型的DNA序列——從海螺到三刺魚,從竹節蟲到更多物種——科學家得以在分子層面研究適應和物種形成。
"在我看來,這是生物學史上最激動人心的時代,也許除了回到達爾文時代,"倫敦大學學院進化遺傳學家Sean Stankowski說,"即使我們明白生物由遺傳編碼程序控制,我們也從未真正觸及它。現在我們正在查看基因組中的每一個核苷酸分子——A、T、G、C。"
Johannesson、Stankowski等研究者的基因組生態型分析解釋了某些物種如何維持多種適應的DNA序列,使進化得以……
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