加拿大科学家近日研究发现，棘鱼（stickleback）从海洋中转入淡水中后，抑制其外壳“盔甲”生长的基因更多进行表达，使得棘鱼盔甲逐渐消失，个体尺寸也变得更大。这一研究加强了达尔文的自然选择学说。相关论文8月28日在线发表于《科学》（Science）杂志上。
棘鱼起源于海洋，长3至10厘米，自末次冰期以来逐渐移居淡水湖和溪流，在过去的20000年间，棘鱼在新环境中逐渐丧失了它们的多骨侧板（盔甲）。
此次研究领导者、加拿大不列颠哥伦比亚大学的Rowan Barrett说：“科学家已经鉴别出一种突变基因，或称等位基因，它能抑制盔甲的生长。”这一等位基因只在不到1%的海洋棘鱼中发现，但在淡水种类中十分普遍。
为了调查这一等位基因是否能够帮助棘鱼定居淡水环境，Barrett和同事将200种带有这种等位基因的海洋棘鱼放入淡水进行实验。
论文作者之一Sean M. Rogers表示：“通过记录这些海洋棘鱼在淡水中的后代的身体特征和遗传组成，我们能够追踪自然选择如何操作这一基因。”Barrett说：“我们发现，在这些后代身上，这一等位基因的频率有一个明显的增加。这是在淡水中自然选择‘喜爱’更少盔甲的证据。”
Barrett和同事还发现，带有这一等位基因的后代尺寸要更大一些。Barrett说：“它令我们相信，遗传表达同样与生长速率相联系。另外，如果棘鱼不需要花费资源生长骨骼（这一点在淡水中因缺乏离子而变得尤为困难），它们便可以投入更多的能量以增加个体数量。这使它们能够更早地繁殖，并增加越冬的存活率。”
自150年前达尔文的自然选择学说问世以来，科学家不断地通过理解基因如何影响进化而将这一学说推向深入。Barrett说：“这一研究显示，环境条件能直接影响控制身体特征的基因，而这些身体特征会影响物种的存活。这为达尔文的自然选择学说提供了更深入的证据。”（生物谷Bioon.com）
生物谷推荐原始出处：
Science，DOI: 10.1126/science.1159978，Rowan D. H. Barrett，Dolph Schluter
Natural Selection on a Major Armor Gene in Threespine Stickleback
Rowan D. H. Barrett 1*, Sean M. Rogers 1, Dolph Schluter 1
Zoology Department and Biodiversity Research Centre, University of British Columbia, 6270 University Boulevard, Vancouver, V6T 1Z4, Canada.
Experimental estimates of the effects of selection on genes determining adaptive traits add to our understanding of the mechanisms of evolution. We measured selection on genotypes of the Ectodysplasin locus, which underlie differences in lateral plates in threespine stickleback fish. A derived allele (low) causing reduced plate number has been fixed repeatedly after marine stickleback colonized freshwater from the sea, where the ancestral allele (complete) predominates. We transplanted marine sticklebacks carrying both alleles to freshwater ponds and tracked genotype frequencies over a generation. The low allele increased in frequency once lateral plates developed, most likely via a growth advantage. Opposing selection at the larval stage and changing dominance for fitness throughout life suggest either that the gene affects additional traits undergoing selection or that linked loci also are affecting fitness.
