但現(xiàn)在，《自然》雜志最新發(fā)表的一篇論文利用實驗結果提出了這樣一個顛覆性的觀點：

發(fā)生突變的基因組區(qū)域具有明顯的規(guī)律性，并不是完全隨機的！

例如，在對生存起決定性作用的重要基因區(qū)域，突變率下降了近2/3。

這種類似于生物體為了生存而“主觀控制”基因突變的行為，與前面提到的自然選擇和隨機突變的自然選擇完全相反。

如今，這項研究不僅震驚了科研圈，還在推特上引發(fā)熱議：

而且，這個顛覆性的結論也與“用進廢退”的拉馬克主義有關。

甚至有網(wǎng)友直接提問：

這是為拉馬克主義辯護的嘗試嗎？

從植物擬南芥中尋找答案

這篇論文是與加州大學戴維斯分校和德國馬克斯·普朗克研究所這兩個機構合作完成的。兩者都不是一般的。

為了了解基因突變背后的潛在模式，科學家們花了三年時間研究了超過100 萬種基因突變。

所有突變數(shù)據(jù)均來自一種名為擬南芥的植物，科學家將其描述為“植物中的果蠅”。

這種植物因其株型小、果實豐富、生命周期短、基因組簡單、易于基因操作（而人類有30億個堿基對，而只有1.2億個堿基對），是遺傳研究的理想材料。

這些植物在實驗室環(huán)境中生長，到第25 代時，每株系有40 株幼苗。

然后，當這些幼苗生長到2周齡的四葉期時進行取樣，利用遺傳數(shù)據(jù)分析軟件(GATK HaplotypeCaller12)尋找并分析基因變異點。

令人驚訝的是，在這些突變中，科學家們發(fā)現(xiàn)了一些與他們預期不完全一樣的模式。

具體來說，基因組的某些特定區(qū)域的突變率明顯較低：比其他區(qū)域低50% 以上。

在這些突變率較低的區(qū)域，科學家發(fā)現(xiàn)它們主要是與細胞生長和基因表達相關的必需基因，其突變率下降了2/3。

作者表示，這表明植物已經(jīng)進化出一種主動保護其最重要部位免受突變的方式，以求生存。

這意味著DNA突變不是隨機的。

至于為什么每個位置的基因突變概率不同，作者沒有給出根本原因——

目前尚不清楚這一段DNA本身是否不容易發(fā)生突變，或者后來的DNA修復是否對這一段特別有效。

然而，這樣的結果仍然對被視為常態(tài)的達爾文進化論提出了新的挑戰(zhàn)。

此外，科學家還發(fā)現(xiàn)，通過包裹DNA 的蛋白質(zhì)類型，可以很好地預測哪些基因比其他基因更容易發(fā)生突變。

這一發(fā)現(xiàn)的意義也令人興奮。

因為一旦掌握了方法，基因突變就可以用來培育更好的農(nóng)作物，而且還可以幫助科學家開發(fā)出治療突變引起的癌癥的新方法。

問：幸存者偏差？

該論文的通訊作者是加州大學戴維斯分校植物科學系助理教授J. Gray Monroe，2019 年畢業(yè)于科羅拉多州立大學博士學位。

他發(fā)表這一研究成果的個人推特引起了廣泛討論。最直接的問題之一是：

你如何確保這不是幸存者偏差？

這是一張非常經(jīng)典的“飛機機身彈孔”圖片，它解釋了幸存者偏差：

從機身不同位置的彈孔數(shù)量來看，受擊最嚴重的機翼應該進行加固，而彈孔較少的機艙則不需要加固。但事實上，如果飛機撞到了機艙，就會直接墜毀，再也沒有機會回來數(shù)彈孔了。

這個評論背后的問題是：

該實驗測量幸存的個體。具有嚴重危及生存的突變的個體可能根本無法生存，因此測量的結果都是非致命突變。

此外，參與基因表達、個體發(fā)育、組織分化的表觀基因組可能會影響實驗結果中的“突變率”。

很多評論也提出了類似的觀點，認為論文中提到的突變率較低的基因組區(qū)域可能本質(zhì)上是保守的，不太容易發(fā)生突變。

例如，保守序列（Conserved Sequences）是在進化過程中一直保留下來的、不易變異的特定序列。它們通常可以被推回到物種進化的早期階段。

又因為作者本人指出，我們的發(fā)現(xiàn)似乎與現(xiàn)有的“最早的突變是完全隨機的”理論相反，所以有人也想到了生物學中著名的“用進廢退”理論并問道：

這是為拉馬克辯護嗎？

拉馬克最著名的是他的“用進廢退”的觀點，即生物體經(jīng)常使用的器官會逐漸發(fā)育，而不使用的器官會逐漸退化。

換句話說，先選擇，然后變異。

對此，通訊作者Gray Monroe 在后續(xù)會議文件中做出了肯定的回應：

這不是本文的主題。

他表示，這項研究只是通過實驗證明了突變在一定情況下是非隨機的、具有環(huán)境適應性的，這為生命進化的研究提供了新的證據(jù)和思路。

不過，格雷·門羅最后也表示，從歷史上看，“突變是隨機的”顯然是一個過于簡單的斷言或者是一個“糟糕的假設”，他很高興這篇論文引發(fā)了對該理論的廣泛討論。