分分合合加速变异

维多利亚湖有数百种不同外观和行为的美丽鱼类。

资料来源:TIM ALEXANDER莫里茨·莫斯科

在世界上最大的热带湖泊维多利亚湖的浅水区，大约有500种美丽的鱼在游泳。它们有各种耀眼的外表和不同的栖息地和行为。基因组研究表明，它们起源于15000年前的一些祖先物种。这个速度让研究人员迷惑不解:这么多基因变异是如何以如此快的速度进化的？

今天，对维多利亚湖美丽鱼类的大规模测序显示，大多数变异从一开始就存在于它们的祖先之中。古老而相对现代的多水域美丽鱼类之间的交配显然促进了具有遗传多样性的杂交物种，并使它们适应湖中许多生态位的生活。最近在美国夏威夷举行的适应辐射源会议上描述了相关结果。

瑞士伯尔尼大学的进化生物学家奥勒·塞豪森一直在研究美丽的鱼，他想知道杂交是否能产生遗传物质。在之前的研究中，他的团队从维多利亚湖附近的河流和湖泊中收集了美丽的鱼，并对每个物种的DNA进行了部分测序，以构建一个家谱。分支模式显示维多利亚湖美丽的鱼类与刚果河的一个物种和尼罗河上游盆地的另一个物种关系密切。

对其基因组的进一步分析表明，这两个物种很久以前就已经杂交了。塞豪森认为，在大约13万年前的温暖时期，马拉卡拉河支流(本身是刚果河的一条支流)的水暂时流入维多利亚湖，从而使刚果河与尼罗河上游的鱼类接触。

为了更详细地探索美丽鱼类的遗传历史，塞豪森和博士后马特·麦基、乔安娜·梅尔和大卫·马克斯对450个完整的美丽鱼类基因组进行了测序。它们代表了来自维多利亚湖、刚果河、尼罗河上游和其他附近水域的150种美丽的鱼类。基因组中的线索表明杂交已经发生了很多次。间歇性干燥一再导致维多利亚湖的消失。塞豪森和他的团队认为，剩余水域中的鱼是独立进化的，直到它们在更潮湿的阶段“团聚”。这种“分裂-结合-分裂”的过程每次都会修复遗传多样性。

大约15000年前，当维多利亚湖再次充满时，三种鱼(它们本身是古代杂交事件的产物)聚集在一起。他们的祖先提供了一种“持久的变异”，通过这种变异可以进行自然选择，从而帮助这些鱼适应各种生态环境，生产出今天看到的色彩斑斓的美丽鱼类。(宗华)

相关论文信息:Doi:10.1126/science.aav0560

中国科学新闻(2018-08-15，第二版国际)