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如何快速“发家致富”？基因组用了这种高招。 从数十亿年前的原始单细胞生物开始，地球生命的演化之路就充满着革新： 细胞核形成——有性生殖发生——多细胞生命出现——组织分化——器官形成——由海生到陆生……
基因组本身是DNA分子长链，可比作一串ATCG四种碱基组合排列成的信息序列，其中的一段段功能单位就是我们常说的基因。 在演化过程中，新功能的实现往往需要新的基因，那么，基因组中这些实现新功能的基因是从哪儿来的呢？ 一生二，二生三，三生万物。
这里讲的基因复制，与DNA复制的概念不同。 基因复制是指一段基因序列在基因组中拷贝数的增加，这种现象可能由细胞分裂时基因组复制过程的错误导致，也有可能是由于某些逆转录特性的因子把DNA片段插回到了基因组中。这种复制事件的规模最大可到整个基因组或者一条染色体，也可以小到几个基因或者一段基因残片。
随机突变的破坏下，大多数复制产生的基因拷贝都沦为了“垃圾序列”，但也有些拷贝为新基因新功能的产生提供了优良材料——它们自身带有基因表达所必需的基本结构，能指导合成蛋白质。 如果这样一段序列在“沦落”之前恰巧获得了有益的突变，使得所合成的蛋白质有了执行新功能的“苗头”，那它就有可能在自然选择中得以保留，并继续改造成崭新的基因。
基因复制产生功能分化，很可能是演化历史中塑造基因组的重要力量。 阴阳两仪，各取所需 有性生殖是生命历史中的一大创新和挑战： 同一个基因组需要指导完成雌雄两套生殖系统的发育和执行功能。 基因复制产生的两个基因拷贝，正好可以作为新功能演化的起点，雌雄两性各使用一个，也不必再打架了。
这个所谓的“串联复制”事件发生在黑腹果蝇的三号染色体长臂上——两个序列相似的基因拷贝在基因组中几乎头尾相接地“串联”在一起； 而在与黑腹果蝇亲缘关系很近的两个物种中，对应的基因组位置只有一个拷贝，所以这个基因在黑腹果蝇中一定发生了一次“复制事件”。从序列相似度可以推断，这个复制事件大约发生在二十万年前，从演化尺度来看并不算久远 。 复制事件之后，两个拷贝都经历了自然选择，表明它们都维持或者产生了特定的功能。
探究基因功能的传统方法就是对基因进行“敲除”，看看如果没有这个基因，生物体会产生什么缺陷。Nicholas和龙教授发现，分别敲除两个基因拷贝都不会在黑腹果蝇中产生致命的后果，但是，其中一个拷贝的缺失会导致雄性不育，而缺了另一个拷贝则会导致雌性不育。 看来，这两个基因分别在雄性和雌性的生殖功能中有着关键性的作用。
甲之蜜糖，乙之砒霜 在演化尺度上，二十万年转瞬即逝。 Apl 在雌性中的表达和Arts在雄性中的表达，在未来也许会继续优化，让雌雄黑腹果蝇都能更好地生殖，完成基因复制后这个所谓的“新功能化”过程。 令人惊奇的是， Apl 和 Arts 基因在复制前那个“共同祖先”基因，在另外三个果蝇属的物种中也发生了基因复制，复制出的拷贝同样表现出了性别特异的表达模式。 这个基因通过复制解决性别冲突的案例，很可能在果蝇家族中已经多次上演，不同的物种殊途同归，形成了这样的趋同演化模式。
基因复制和性别演化中各种力量的碰撞交织 。演化不是用进废退，更不能一蹴而就，而是面对着互相矛盾的生命需求，靠着无数次的随机事件， 从偶然走向必然，让生命向着更适应的方向前进，永不止息。 以上内容仅代表个人意见，不代表平台立场，仅供读者参考。特别声明：本文内容来源于网络，版权归原作者所有。如有侵权请与我们的客服联系，我们将及时处理。 快来测一测你的基因特性。 定制你专属保养计划吧~
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