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鹹水、淡水任我游

三刺魚是一種古老的魚類,曾經只在鹽度高的海洋中生活。但是在距今1萬年前,地球上最後一次冰期結束時,冰山融化,形成了一些淡水湖泊,結果一些三刺魚就被「關了禁閉」,被迫在淡水環境生活。在美國阿拉斯加、加利福尼亞,以及歐洲和日本,都出現過三刺魚從鹹水環境中向淡水環境進化的現象。

各地三刺魚同時突變?

令人感到奇怪的是,世界不同地方的三刺魚在適應淡水環境的過程中,它們的變化竟然驚人地相似。比如,海洋中的三刺魚有堅硬、完整的骨板,而所有的淡水三刺魚的骨板在幼年的時候就不再生長,所以淡水三刺魚只有魚頭上有骨板;海洋中的三刺魚是有魚鰭的,而淡水三刺魚都是沒有魚鰭的。

根據一般的生物學解釋,三刺魚是通過基因突變而變成淡水魚類的。然而世界各地的三刺魚變化都相同,似乎表明它們都在同一時期地經歷了同樣的基因突變。這怎麼可能呢?生物的基因突變是很罕見的,所以三刺魚在各地重複性地從海水魚類進化為淡水魚類,用基因改變是解釋不通的。

基因沒變,但是更活躍了

最近,美國科學家仔細研究了阿拉斯加一個淡水湖泊中的三刺魚的基因序列,並和世界各地的三刺魚基因進行了對比。他們研究的三刺魚中,有的生活在海洋鹹水環境,有的生活在淡水環境。結果發現,那些淡水三刺魚的基因和海水三刺魚的基因並沒有什麼差別,兩者甚至還可以雜交。那麼,是什麼讓三刺魚適應了淡水生活呢?

科學家認為,雖然基因沒有差別,但在淡水環境中,三刺魚的某些基因會因環境的影響而變得更加活躍,活躍的基因讓不同地方的三刺魚的內臟、體型、眼睛大小、骨板數量發生了相同的改變,都變成了淡水魚類。

看來,生物的進化不必非得有基因的改變,基因的活躍程度也起到了很重要的作用。而且,後面的這種進化機制似乎更容易發生,世界各地的三刺魚同時向淡水魚類進化,就說明了這一點。這個進化機制在其他動物甚至人類身上,也同樣會起作用。因為那些三刺魚調動起來的基因,也存在於其他動物和人類體內。人類進化中的一些新出現的特徵,可能並不是基因突變造成的,調動「沉睡」的基因變得活躍,也是一種進化的機制。

科學家才剛剛開始認識到基因活躍程度的意義,對於生物進化,他們還有許多要了解的呢。

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