十年研究颠覆传统进化论：自然选择强度随时间波动
十年研究颠覆传统进化论：自然选择强度随时间波动
一项长达十年的科学研究挑战了传统的进化论观点。来自亚利桑那州立大学等机构的研究人员通过对水蚤（Daphnia pulex）的遗传学研究发现，自然选择的强度在个体基因上随时间显著波动，即使在看似稳定的环境中也是如此。这一发现表明，遗传变异有助于物种适应未来环境变化。
图1：亚利桑那州立大学科学家研究了水蚤Daphnia pulex的遗传变异，发现即使在稳定环境中，对单个基因的自然选择强度也会随时间显著波动。这一研究结果表明，持续的遗传变异有助于物种适应未来的环境变化。
图2：水蚤是一种浮游动物，几个世纪以来一直吸引着生物学家，因为它们在水生生态系统中起着关键作用，并能适应环境压力。一项新研究分析了近1000个水蚤的DNA样本，揭示了自然选择过程中的新细节。图片由Jason Drees提供。
图3：迈克尔·林奇是亚利桑那州立大学进化机制生物设计中心的主任。图片来自亚利桑那州立大学生物设计研究所。
研究发现
研究团队分析了近1000只水蚤的DNA样本，发现个体基因的自然选择强度每年都有显著变化。即使在看似稳定的环境中，特定染色体区域的等位基因变异频率也会随时间出现显著波动。这种遗传变异使种群能够保持对环境变化的适应性。
选择的力量
水蚤是一种重要的浮游动物，由于其快速适应环境变化的能力，一直是生物学家研究的热点。研究发现，水蚤基因组上的大多数位点都经历了不断变化的选择压力，这些压力平均趋于平衡，几乎没有整体影响。这意味着没有单一的选择方向会长期占据主导地位，特定性状的遗传优势或劣势会随时间变化。
重新思考遗传变异
这项研究揭示了自然选择的运作比以前认为的更加微妙和复杂。它精确地指出了选择压力在基因组中发生的时间和地点，挑战了遗传多样性和分化作为随机遗传漂变和选择强度指标的通常理解。
变异与生存
观察到的不同基因位点的选择模式提供了一种维持遗传多样性的机制，这是快速适应所必需的。研究还发现，染色体上彼此靠近的基因倾向于以协调的方式进化，这种联系允许有益的基因变异组合一起遗传，潜在地加速了适应过程。
这项研究表明，进化比我们之前认识到的更加动态和复杂。环境对基因的影响经常变化，这可能有助于物种保持适应未来环境所需的遗传多样性。这些发现可能对理解其他物种如何应对快速的环境变化有启示，包括那些由人类活动驱动的环境变化，如污染和气候变化。