研究人員發(fā)現(xiàn)，在曲折的“優(yōu)勝劣汰，適者生存”過程中，并非是由單個的有益突變，而是由包括“遺傳搭車客”（genetic hitchhikers）在內(nèi)的一組突變驅(qū)動了進(jìn)化。這些看似對生物體適應(yīng)性及進(jìn)化沒有貢獻(xiàn)的搭車客突變，有可能在一段時間之后發(fā)揮了重要的作用。

　　來自普林斯頓大學(xué)的研究人員對 40 個酵母種群 1000 代的適應(yīng)性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)生物體要在進(jìn)化中取得成功，需要不止一個，而是 7 個特異的突變。認(rèn)識這些突變驅(qū)動進(jìn)化的機(jī)制，可幫助我們了解腫瘤是如何抵抗化療，以及細(xì)菌是如何進(jìn)化對抗生素耐藥的。相關(guān)研究論文刊登在了近期出版的《自然》（Nature）雜志上。

　　當(dāng)個體基因組經(jīng)歷自發(fā)性的有益突變，使得其適應(yīng)環(huán)境的能力提高時，便發(fā)生了進(jìn)化。普遍的觀點認(rèn)為，單個突變可以促進(jìn)個體的生存，然后個體會復(fù)制突變，并將其傳給它的后代。

　　與之相反，普林斯頓大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，并非是單個突變促進(jìn)了生存，而是需要 5-7 個突變。這些額外的突變看起來沒有對生物體增強(qiáng)的適應(yīng)性做出貢獻(xiàn)，因此被命名為“搭車客”。

　　研究人員指出，進(jìn)化是一個群體努力的結(jié)果。這一研究發(fā)現(xiàn)違背了傳統(tǒng)的進(jìn)化觀點：個別突變提供了大的適應(yīng)優(yōu)勢。研究發(fā)現(xiàn)一小群突變與生存率增高有關(guān)。并非是單個突變驅(qū)動了適應(yīng)性。而是包括搭客者在內(nèi)的整組突變一起驅(qū)動了適應(yīng)性。

　　研究人員繼續(xù)表示，進(jìn)化是由于一組自發(fā)出現(xiàn)的遺傳突變結(jié)合環(huán)境壓力所引起，這項研究有助于增進(jìn)我們對于這一機(jī)制的認(rèn)識。這項證實了，第一組成元件，遺傳學(xué)不僅與一個基因突變有關(guān)，在進(jìn)化發(fā)生之前需要有幾個突變共同存在。發(fā)現(xiàn)相對較小的一組基因突變提高了生存，表明生物體實際上只通過有限數(shù)量的途徑提高了它們的適應(yīng)性?？蓪⒃诮湍钢辛私獾降幕具^程轉(zhuǎn)化到其他的生物體。

　　該研究探討了在遺傳水平上，隨著時間推移突變和選擇過程展開的機(jī)制。為了觀測突變及生存，研究人員對無性繁殖達(dá) 1000 代的 40 種不同的酵母菌株進(jìn)行了觀察。研究人員指出，隨著時間推移，一些特異突變的出現(xiàn)賦予了一種生存優(yōu)勢，使得某些酵母克隆得以旺盛生長。隨著時間的推移，另外的突變突然出現(xiàn)，研究人員發(fā)現(xiàn)所有最好的生存者都包含了相同一組 5-7 個突變。

　　盡管研究人員認(rèn)為這些突變中包括有司機(jī)和搭車客，但還需要開展進(jìn)一步的研究來探討哪些突變是適應(yīng)的必要條件，哪些是搭便車。研究人員指出突變的定位并非彼此靠近，它們似乎也不具有相似的功能。

　　以往的數(shù)據(jù)表明，酵母有可能通過有益突變來失活了它們不再需要的基因。例如，2009 年刊登在《PNAS》雜志上的研究表示，如果將酵母放置在只能進(jìn)行無性繁殖的條件下培養(yǎng)，突變會失活參與有性繁殖的蛋白的編碼基因，由于生物體不會浪費代謝能量來生成不必要的蛋白質(zhì)，這些突變促進(jìn)了存活。研究小組還計劃探討新研究中發(fā)現(xiàn)的突變是否賦予了特異的生存優(yōu)勢。

　　通過追蹤隨時間推移整個細(xì)胞群的基因組改變，這一研究難得地瞥見了進(jìn)化的進(jìn)程。這一系統(tǒng)生物學(xué)方法生成的新認(rèn)識，將有助于了解突變通過例如癌細(xì)胞或致病微生物等其他的進(jìn)化體系擴(kuò)散的機(jī)制。