3月22日消息，在人们的惯常思维中，进化通常是数百万年尺度上发生的事情。但最近的一项新研究表明，生物的进化过程也可以很快，一些果蝇的基因甚至能在一年时间里随着季节更替而发生重大变化。
相关研究论文发表在近期的《科学》杂志上。科学家们研究了大约10代果蝇的进化过程，其中每一代果蝇的进化时间不过十几天。众所周知，果蝇的寿命很短，而且代与代之间的时间间隔很短。但华盛顿州立大学生物科学学院助理教授、相关论文作者之一的赛斯·鲁德曼Seth Rudman)认为，即使是寿命更长的生物体，进化速度也可能比之前预期的要快
“在过去的几十年里，人们越来越多地认识到进化可以相当快地发生，”鲁德曼这样说。
在这项新研究中，研究团队将1000只果蝇放入10个室外区域中。每个区域都用网精心编织起来，其中种植有小树，为的是帮助果蝇重建一个类似于野外的栖息环境。在4个月的时间里，研究人员让果蝇在每个封闭区域内随意活动，给每组果蝇喂食相同的食物。搭建的实验环境“让研究人员可以追踪多个果蝇种群，随时间推移看它们的基因和特征会对相同的非生物以及生物因素作出何种反应。”
整个实验过程中大约产生了10代果蝇，种群数量在迅速增长。在实验的高峰期，一个封闭区域内最多有10万只果蝇。
研究团队会定期对果蝇进行检查，了解这些昆虫的基因和特征是如何随时间发生变化。研究人员将诸如繁殖成功率和耐热耐寒性等作为实验分析比较特征。为了确保这些特征变化是由基因变化造成的，研究人员会从每个封闭区域内取出2500个果蝇卵，分别饲养出三代新种群，然后进行比对，以确保这些基因变化是持续存在的。
在每次进行检查时，研究团队从每个封闭区域内随机挑选出100只果蝇，对其整个基因组进行混合测序。这样研究人员可以获得100只被测果蝇不同位置上等位基因频率随时间推移发生的变化。
在4个月的时间里，研究人员发现超过60%的果蝇基因组都发生直接或间接的变化。鲁德曼称之为“惊人”。研究人员解释说，诸如夏秋季节变换造成的进化选择作用直接影响到其中一小部分基因，而“遗传牵连效应”过程中一部分DNA变化影响到另一部分DNA。
研究人员发现，这些基因变化大多是适应性的，而不仅仅是遗传漂变。他们之所以下此论断，是因为这些基因变化出现在大多数实验区域的果蝇种群中，而不是个例。
根据鲁德曼的说法，所有这些基因变化的速度都出乎意料，表明这些果蝇的进化时间和适应环境速度比之前测量到的都要快。
研究还发现，果蝇进化的方向多次发生变化，基因变化随环境条件像钟摆一样来回摆动。“你会看到一个特征可能在几周内朝这个方向演化，然后在下个月反转，这是非常令人惊讶的，”鲁德曼指出，“这是真正的动态适应和自然选择场景。自然选择的方向在变，目标也在变，而且变化非常迅速。”
鲁德曼表示，尽管果蝇寿命短繁殖快，但其他物种进化和适应环境的速度可能也比最初想象的要快。然而他补充说，研究那些寿命长的生物进化太困难。但是，“进化可以发生得非常非常快，”鲁德曼强调。（辰辰）