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我已经在‘不同物种有共同祖先-病毒研究提供的证据’一文里回答了职业的第一个问题。在这里,我的目的不是要提出物种共同祖先的证据,因为这个问题已经没有什么可争论的了。职老的策略是,我只要证明进化论不可行,你就输了。所以他提出突变不可能使新的物种产生。对新基因的产生机理他也提出了异议。
职老说:‘至于多拷贝基因,一种可能是其需要的表达频率比较高,或者说用途比较光--其基因产物具有多个功能,通过不同拷贝基因的微调,可以满足机体需要。’ 对基因重复职老理解得不对。他以为基因重复只不过是基因有很多copies,这样可以表达得多一些。其实,基因重复(gene duplication)是产生新基因的机理之一。我举的例子是两个相邻的整合素基因,表达的是两个功能完全不同的蛋白。Duplicate的基因要经过沉默、突变和再利用才能形成新的基因。这新基因和原来的基因不同,就好比新生的婴儿和他的母亲不是同一个人。
基因重复更加典型的例子是homeobox (HOX) gene clusters。HOX cluster首先是在果蝇里发现的。科学家发现有一组基因排列在一起, 其中每一个基因都负责控制一系列的基因的表达,以此控制某一个体节的发育通道。比如其中的一个基因Antp。正常的情况下这个基因在长腿的体节上表达。如果突变使这个基因在长触须的体节上表达,会使触须变成腿。反之,如果突变使这个基因不能表达,腿就会变成触须。 科学家在其他的物种里也发现了相似的HOX cluster。有趣的是,哺乳类动物有四个相似的HOX cluster,其中的基因排列顺序和果蝇的HOX基因完全相同!不同的是有的HOX基因有重复现象,也就是说,多出相似的基因,或者有个别的基因消失了:果蝇是ABCDEFGH, 小家鼠是:第一组:ABB’CDEFGHHHH, 第二组:ABB’CDEFGH, 第三组:CDEGHHHHH, 第四组:AB’CGHHHHH。科学家推断哺乳类的HOX clusters是通过基因重复产生的。虽然在这里只是推断,可是基因重复现象通过实验已经被证实。
HOX基因的功能并不是直接制造腿或者触须,而是一个控制系统,这个控制系统可以用来抑制触须的形成,也可以用来控制其他的体形结构。比如哺乳类有的HOX基因控制颈椎的结构。打个比方,一个电路可以用来照明,也可以用来发动汽车。要看在什么地方用。在物种进化的过程中也是一样,同一个信息调控系统可以用在不同的地方,起到不同的作用。所以物种进化并不是简单的基因突变的产物,而是系统的重复、变化、再利用的过程。在这个过程中系统有稳定性,也有可塑性。
我在前面文章里举的鸟嘴的例子是微进化的例子。微进化在少数基因突变的情况下是可能发生的。物种进化要复杂得多, 也缓慢得多。
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