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有了强大的铲子，欧洲鼹鼠可以轻松地在土壤中挖洞。这同样适用于澳大利亚有袋类鼹鼠。尽管这两种动物生活在遥远的地方，但它们在进化过程中进化出了相似的器官——就它们而言，四肢非常适合在土壤中挖掘。
在这种情况下，当动物和植物物种独立地发展出具有相同形状和功能的特征时，科学就谈到了“趋同进化”。有很多这样的例子:例如，鱼和鲸都有鳍，尽管它们是哺乳动物。鸟类和蝙蝠都有翅膀，当涉及到使用有毒物质来保护自己免受攻击时，许多生物，从水母到蝎子到昆虫，都进化出了同一种工具:毒刺。
虽然缺乏关系，但特征相同
很明显，世界各地的科学家都有兴趣找出各自物种遗传物质中的哪些变化导致了它们进化出相同的特征，尽管它们之间并没有关系。
寻找这一点被证明是困难的:“这些特征——我们所说的表型——当然总是在基因组序列中编码，”Julius-Maximilians-Universit?t (JMU) Würzburg的植物生理学家福岛健二博士说。突变——遗传物质的变化——可能是新性状发展的触发因素。
然而，基因变化很少导致表型免费网站入口2021进化，因为潜在的突变在很大程度上是随机和中性的。因此，在进化过程发生的极端时间尺度上积累了大量的突变，使得检测表型上重要的变化极其困难。
分子进化的新度量。
现在，福岛和他的同事科罗拉多大学(美国)的David D. Pollock成功地开发了一种方法，在寻找表型性状的遗传基础方面取得了比以前使用的方法更好的结果。他们在最新一期的《自然生态与进化》杂志上发表了他们的方法。
“我们已经开发了一种新的分子进化度量，可以准确地表示蛋白质编码DNA序列的趋同进化速率，”福岛说，他描述了这项现已发表的工作的主要结果。他说，这种新方法可以揭示在数亿年的进化时间尺度上，哪些基因变化与生物的表型相关。因此，它提供了扩大我们对DNA变化如何导致表型创新的理解的可能性，从而产生了物种的巨大多样性。
巨大的数据宝库作为基础
福岛和波洛克工作的基础是生命科学的一个关键发展:近年来，越来越多的物种多样性的许多生物的基因组序列被解码，从而可以用于分析。福岛说:“这使得在宏观进化水平上大规模研究基因型和表型的相互关系成为可能。”
然而，由于许多分子变化几乎是中性的，不影响任何性状，因精品一类资源区二类区三类区此在解释数据时经常存在“假阳性收敛”的风险——也就是说，结果预测了一个突变和一个实际上并不存在的特定性状之间的相关性。此外，方法上的偏差也可能是这种假阳性收敛的原因。
数百万年的相关性
福岛解释说:“为了克服这个问题，我们扩展了框架，并开发了一种新的度量标准，用于测量蛋白质进化的误差调整收敛率。”他说，这使得在模拟和现实世界的例子中区分自然选择与遗传噪声和系统发育错误成为可能。他说，通过启发式算法的增强，这种方法可以双向搜索基因型-表型关联，即使在已经分化了数亿年的谱系中也是如此。
这两位科学家分析了脊椎动物基因的2000多万个分支组合，以检验他们开发的度量标准的工作情况。下一步，他们计划将这种方法应用于食肉植物。他们的目标是破译这些植物吸引、捕获和消化猎物能力的部分遗传基础。
更多信息:Kenji Fukushima，利用蛋白质收敛的纠错率检测宏观进化基因型-表型关联，自然生态与进化(2023)。DOI: 10.1038 / s41559 - 022 - 01932 - 7。www.nature.com/articles/s41559 - 022 - 01932 - 7
由Würzburg大学提供
引用本文:分子进化在寻找表型性状遗传基础中的新度量(2023,1月5日)检索于2023年1月5日从https://phys.org/news/2023-01-metric-molecular-evolution-genetic-basis.html
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