适者生存需要努力适者生存需要努力如果没坏,就不要修理如果没坏,就不要修理

如果你很快就能得到一种更好的流感疫苗,你应该感谢一些非常健康的酵母——以及观察到它们的8位科学家。在《自然》杂志的一篇新论文中,一个哈佛大学领导的研究小组率先进行了一项研究,该研究推进了有机体和进化生物学领域,但有望在现实世界中取得成果。

流感疫苗的例子说明了这个问题。对于流感,生物和进化生物学(OEB)和物理学教授Michael Desai解释说:“你需要预测明年会出现什么毒株,否则疫苗将不会有任何效果。”

“我们有所有这些流感毒株的序列,我们正在观察它们的演变。你所能做的就是观察他们在过去是如何进化的并且能够预测未来什么会赢什么会输。问题是,我们不知道如何预测。”

德赛说,这些问题都是基本的。“这一群突变正在不断发生,”他说。“他们如何决出胜负?是什么决定了谁会赢?”

我们被教导,进化“缓慢”,包括“适者生存”,解释了亚历克斯·n·阮英航德赛的实验室的一个博士后,三位联席这项新研究的作者之一,随着伊凡娜Cvijović和何塞。罗哈斯Echenique。“事实证明,分子进化并不是这样进行的,”Nguyen Ba说。“这实际上比我们被教导的要快得多。这使得进化的过程比我们预期的要复杂得多。”

在过去的二十年里,这种进化已经被数学地假定了。然而,德赛说,以前的实验室实验无法证明或推翻这一理论,因为他们只能在短时间内用高分辨率或长时间内用低分辨率研究这一过程。德赛指出,论文的作者——包括麻省理工学院的凯瑟琳·r·劳伦斯、哈佛大学的阿图尔·雷戈-科斯塔、斯坦福大学的刘先安和斯坦福大学国家加速器实验室的萨莎·f·列维——共同完成了这两项研究。

然而,这项新研究两者兼而有之。“我们可以识别每一个相关的有益突变,”Nguyen Ba说,他引用了一项新技术,该技术使研究团队能够跟踪特定的基因组(或谱系),进行大约1000代的研究。

Cvijović说这项研究可能无限期。“一千代大约是三个月的增长在我们的条件下,“Cvijović说,他是一个研究生在德赛的实验室,现在是普林斯顿大学的研究员。“有足够的时间看到大的变化发生。”

这项深入、长期的研究之所以成为可能,是因为方法学上的一项技术进步,使得阮巴(Nguyen Ba)所说的DNA“重新编码”成为可能。利用一种酶在一个特定的DNA位点上放置一个标记,也就是所谓的“条形码”,研究人员能够追踪酵母的DNA经过几代人。通过对后代进行重新标记和条形码编码来记录他们的血统,研究小组可以观察到这些DNA是如何传播的,记录下来哪些存活了下来,哪些繁衍了下来,或者在后代中占据了主导地位。

他们的发现包括一些惊喜。根据现有的理论,“适者生存”的DNA在后代中出现的频率最高。然而,德赛说,观察结果显示出理论无法解释的“波动”。

“突变和基因型,似乎落后可以跨越和占据主导地位,“Cvijović说。

她说,这意味着什么将是未来研究的主题。然而,这意味着进化比之前认为的还要复杂。她说:“我们的实验表明,可能存在大量非常有益的突变。”“它们的好处都非常强大,而且彼此之间也有很大的不同。”

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.harvard.edu/gazette/story/2019/11/evolution-more-complex-than-survival-of-the-fittest-had-us-believe/

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