江山改,本性移

来源 :大科技·科学之谜 | 被引量 : 0次 | 上传用户:robin3000
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  人们常说,“江山易改,本性难移”,但科学家最近的研究发现,环境的变化可以使你发生全新的变化。
  性情温和的家养蜜蜂和“脾气暴躁”的杀人蜂,在外形上或许很难分辨,但其实差得不少——如果你不小心动了蜜蜂的巢穴,可能会受到上百只家养蜜蜂的攻击;而如果你不小心动了杀人蜂的巢穴,你就可能遭到上千只、甚至更多的杀人蜂的围攻——被杀人蜂蛰上数千次,你的小命就将不保了。
  那么,能不能通过某种方法改掉杀人蜂的坏脾气,让它们也成为蜂农钟爱的对象呢?几年前,一名生物学家就做了相关尝试,他找到了100只刚刚出生的蜜蜂幼虫:一半是一种性情温和的家养蜜蜂——意大利蜂,另一半则是凶猛的杀人蜂。然后,这两种做过标记的蜜蜂被分别放入了对方的巢穴里,意大利蜂的幼虫放到杀人蜂的巢穴里,而杀人蜂的幼虫被放到了性情较为温和的意大利蜜蜂的“家”里。由于这两种蜂群外形上很相似,它们即使在对方巢穴里也不会被围攻。
  接下来,生物学家提取了各个阶段的幼虫基因样本进行了仔细研究。很快,研究小组就有了惊人的发现,那些换了环境的蜜蜂的基因图谱悄然发生了变化,在意大利蜂巢穴里的杀人蜂,有几百条基因的表达率都发生了变化,尤其是与攻击性相关的基因,其表达率大大减少;而在杀人蜂巢穴里的意大利蜂,其攻击性基因得到了明显的表达。看来,新家的确对它们造成了非常大的影响——环境改变了它们大片基因的活性,让杀人蜂变得乖巧,而让意大利蜜蜂变得具有很强的侵略性。
  我们知道,基因是先天遗传而来,很难受环境影响而改变,但是基因还需要通过指导蛋白质的合成,才能表达出自己所携带的遗传信息——比如攻击性的或温和的信息。而且,并不是每个细胞的每个基因所携带的遗传信息都会成功被表达出来,被表达的基因不同,生物的形状、性格特征就会发生变化。所以确切地说,决定你是谁的并不是基因,而是基因表达,是基因表达让大家千差万别。
  而上述的蜜蜂实验表明,蜜蜂的基因虽然不受环境影响而变化,但在表达时,却受到了环境的影响。在不同的时间段,在不同的环境里,基因表达都将大不同。之前,人们曾认为环境对基因表达的影响十分有限:除了一些特殊情况外,环境一般只能增强或是减弱数量十分稀少的几个基因的活性。但生物学家越来越多的实验发现,环境的作用可能比我们原以为的要大得多,有时候环境甚至还能够在大片基因乃至整个基因组上面“呼风唤雨”。
  比如,2005年另一位生物学家做过一个更加令人激动的实验,那次实验的“主角”是分布于非洲的一种淡水鱼。这种鱼身长5厘米左右,是些青灰色的小东西。它们经常分群生活,并且每个群都有一个唯一的雄性首领,而这唯一的雄性首领长得更大也更鲜艳,其他的鱼都无法与之相比。
  “首领鱼”对于鱼群的重要性是不言而喻的,倘若把它从鱼群里移除后,鱼群会如何反应呢?夜晚时,生物学家从鱼缸中悄悄捞起了“首领鱼”,然后又等了12个小时再进行观察。结果发现,鱼缸里又出现了一个首领——原本名列第二的雄鱼来了一次基因大爆发,它变得花里胡哨:青灰色已然被亮丽的红蓝条纹所取代。不仅如此,它的身体也胖了一圈,在几个小时之内大了20%。
  实际上,除了蜜蜂、淡水鱼,大多数动物,例如鸟类与猴子、老鼠等动物对社会环境的变化也会产生快速的反应,鸟类甚至能在15分钟之内改变自己的基因表达。这说明,基因表达依照环境而变是所有动物普遍具有的技能。
  为何所有生命都以这样的方式进化?最有可能的答案是,因为这样做的生物存活几率更高,而这对所有生命都是有利的。
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