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在发表《科学》（Science）杂志上的一篇新论文中，研究人员证实一种控制鹿鼠（deer mice）毛色的基因发生了9次突变，研究结果对进化的作用机制做出了新的阐述。
生物通报道 在发表《科学》（Science）杂志上的一篇新论文中，研究人员证实一种控制鹿鼠（deer mice）毛色的基因发生了9次突变，研究结果对进化的作用机制做出了新的阐述。
对于生活在美国内布拉斯加沙丘上的鹿鼠而言，颜色可能完全就意味着生与死的差别。
当它们最初移居到这一地区时，黑色老鼠与浅色的沙土形成显示出鲜明的反差，使得它们很容易成为捕食者的猎物。在接下来的8000年里，老鼠进化出了一个新的伪装系统：更浅的毛色，其尾巴上的条纹和全身的色素水平均发生了改变，这使得它们能够与新栖息地相融合。
现在哈佛大学的研究人员正用他们的例子来解答有关进化的一个基础问题：这一过程是以大飞跃——单突变导致了生物体显著的变化为特征？还是许多小改变随时间累积的结果？
在这篇Science文章中，由生物体和进化生物学及分子和细胞生物学教授Hopi Hoekstra领导的一个研究小组，证实小鼠毛色的变化并非单次突变的结果，一个单基因至少总共发生了9次突变。
论文的第一作者、Hoekstra 实验室前博士后人员、现任肯塔基大学助理教授的Catherine Linnen 说：“研究结果揭示了自然选择累积效应，对许多小遗传变化起作用，导致迅速及显著改变的机制。这有助于我们从遗传的角度看了解如此多生物与环境之间神秘的适应。通过对许多小改变，而非少数大改变起作用，自然选择可以导致非常精细磨合的适应。”
然而令人惊讶地是，这样的磨合发生在一个单基因中。
2009年Linnen、Hoekstra和同事们首先发现了这一称作agouti的基因在伪装中的作用，其导致了许多动物皮毛的色素改变。例如每种驯养的黑猫该基因都有一个DNA缺失。
令Hoekstra和研究团队感到惊奇的并非是该基因与此有关，而是9种突变每一种都与动物皮毛一种独特的改变相关，所有的新突变均导致了更具伪装性的颜色，这些突变发生在一个相对较短，8000年的时间范围内。
“基本上，这些突变似乎是随时间累积的。每一种都使得老鼠颜色更浅，更具伪装性，”Hoekstra说。
针对这些突变，研究人员随后检测了老鼠自然种群的DNA，以确定这些突变是否确实是有利的。
Hoekstra 说：“对于每种突变都与颜色改变相关，我们还发现了一个与正选择一致的信号。这意味着，色素沉着的每次特异性改变都是有益的。这与我们正在讲述的故事相一致：这些突变正在微调这一性状。”
Hoekstra说，这些研究结果不仅提供了自然选择运作方式的宝贵认识，还凸显了追踪研究问题到最终的重要性。
她说：“进化是由大的跳跃还是小步骤支配一直以来是一个问题。当我们第一次涉及agouti基因时，我们本可以停在那里，得出结论：进化采取了大步骤，因为只有一个主要基因与之有关，但这将是错误的。当我们更密切地检测这一基因，我们发现事实上，即使是在这个单位点内，也有许多小步骤。
展望未来，Hoekstra和她的研究小组希望了解突变发生的顺序，这将允许她们重建老鼠随时间发生的改变。
（生物通：何嫱）
生物通推荐原文摘要：
Adaptive Evolution of Multiple Traits Through Multiple Mutations at a Single Gene
The identification of precise mutations is required for a complete understanding of the underlying molecular and evolutionary mechanisms driving adaptive phenotypic change. Using plasticine models in the field, we show that the light coat color of deer mice that recently colonized the light-colored soil of the Nebraska Sand Hills provides a strong selective advantage against visually hunting predators. Color variation in an admixed population suggests that this light Sand Hills phenotype is composed of multiple traits. We identified distinct regions within the Agouti locus associated with each color trait and found that only haplotypes associated with light trait values have evidence of selection. Thus, local adaptation is the result of independent selection on many mutations within a single locus, each with a specific effect on an adaptive phenotype, thereby minimizing pleiotropic consequences.
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