Nature子刊：矮小的進化優勢
日期：2013-05-23 10:00:56
澳大利亞國立大學和美國國家進化綜合中心的研究人員，對大量植物進行了綜合性分析，發現矮小植物的基因組比高大植物變化更快。文章于五月二十一日發表在Nature Communications雜志上。
Robert Lanfear及其同事在記錄有20,000多種植物信息的數據庫中，評估了138個開花植物家族的平均最大高度，范圍從5cm到約45m不等。隨后他們對這些植物的基因組進行研究，分析了DNA序列隨時間推移所發生的改變。
基因組中累積的DNA序列改變是進化的原料，而基因組的突變情況反映了植物的進化速率。研究人員將植物的進化速率與高度聯系起來，驚訝的發現矮小植物的進化比高大植物快五倍。
研究人員指出，矮小植物一般復制基因組更為頻繁，在這一過程中形成的錯誤也更多，因此突變累積更快。這意味著，生長緩慢的高大喬木，在快速變化的氣候條件下，面臨的危險更大。因為突變快的矮小植物，更容易適應環境的改變。
此前的研究顯示，物種豐富度、緯度、溫度、紫外線水平等多種因素與進化速度有關。而這項研究指出，在所有影響核基因組和葉綠體基因組突變速率的因素中，植物高度的影響比重占到五分之一。矮小植物基因組突變更快，這一點適用于核基因組和葉綠體基因組。此外，即使將較高的喬木/灌木與較矮的草本區分開，上述規律也同樣適用。
1986年，曾有科學家提出了一個問題，植物進化是否存在差異？現在研究人員給出了肯定的答復，并且為矮小植物的快速進化提出了一個新的理論。文章指出，細胞分裂時的基因組復制并不完美。對于動物來說，絕大多數細胞中的DNA拷貝錯誤不會遺傳給下一代。但植物卻不同，如果植物細胞最終形成花或者其他生殖器官，其中的遺傳學改變就可以傳遞下去。
當植物枝條生長時，頂端的細胞分裂活躍，其中會累積大量的遺產學改變。隨著高度的增加，植物的生長逐漸放緩，長期下去高大植物中的細胞分裂和基因組復制也會漸漸變慢，導致DNA突變積累也隨之變慢。正因如此，與高大植物相比，矮小植物就像進入了一條進化的快車道。
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