科学:校准进化时钟

时间:2017-04-19 08:26:40166网络整理admin

作者:MICHAEL BROOKE DNA通常用于揭示两种不同的动物是如何相互关联的他们的共同祖先存在于历史早期,两个谱系中将积累的突变越多因此,他们的DNA序列会有更大的差异但这提出了一个尴尬的问题两个谱系之间的分子差异的x'单位'是否始终意味着多年前的共同祖先换句话说,鲸鱼和老鼠的分子钟是否以相同的速率滴答答案是不但只要分子钟在不同的动物谱系中以恒定速率滴答,这些信息仍然可以使用夏威夷大学的安德鲁·马丁和斯蒂芬·帕伦比发现,如果考虑到这些不同的滴答速率,分子钟可以更好地校准(Proceedings of the National Academy of Sciences,vol 90,p 4087) Martin和Palumbi检查了珠蛋白分子的数据,该分子由核DNA编码他们发现,在蜘蛛猴这样体重约6公斤的小型灵长类动物中,突变 - DNA碱基的取代 - 发生速度是人类的两倍,人类平均体重70公斤突变率和体型之间的这种反比关系也应用于细胞色素b基因,即能量加工线粒体的基因组的一部分小鼠的基础变化发生得比在大得多的鲸鱼中快得多没人知道为什么线粒体基因组的不同部分以不同的速率突变但是因为他们这样做,最好通过关注整个基因组而不是像细胞色素b区域这样的特定区域来评估mtDNA进化的总体速率 Martin和Palumbi使用称为限制性片段长度多态性分析的技术做到了这一点他们再次发现突变率和体型之间存在反比关系北极熊和欧洲棕熊在大约五十万年前共同拥有共同的祖先,现在mtDNA序列的差异为1%这相当于每百万年2%的差异人类和黑猩猩谱系可能在大约500万年前分裂,现在显示出10%的mtDNA差异这也相当于每百万年2%的差异在极端情况下,小型啮齿动物的mtDNA相当活跃,每百万年约为5%,而鲸鱼物种(如鳍和座头鲸)的分布仅为每百万年的百分之几较小的体型往往意味着更短的寿命和更短的发电时间如果每一代代表DNA替代的新机会,则生成时间可以解释体型与分子钟速率之间的关系但是,发电时间不是全部鲸鱼的生成时间比人类和黑猩猩短,但鲸鱼的替代率较慢 Martin和Palumbi在他们整理各种“冷血”或动物热带动物的替代率时找到了解决方案的线索和以前一样,他们发现鲨鱼等大型动物的比率比蝾螈等小型动物要慢但是,对于体重来说,变温动物的速度比恒温鸟类和哺乳动物慢因此,代谢率似乎是对DNA替代率的另一个重要影响鲸鱼的生成时间可能不长,但它们的新陈代谢速度很慢,这可以解释它们分子进化速度缓慢的原因如果DNA损伤与代谢率有关,那么这种影响可能是由于氧自由基,高活性分子会破坏DNA大约90%的细胞氧气用于线粒体,