鸟为什么会长出翅膀

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生物进化过程中出现的新特征，如翅膀、花、脚和四肢，一直以为被认为是有机体适应环境时产生的，并对寻找生存机会起到了重要作用。从基因角度出发，这些进化特征是怎么来的仍有待讨论。

一个由牛津大学领衔的国际生物进化学家研究小组的研究显示，使用细菌获得基因的复制副本可以提供一个“模板”，使得有机组织从现有基因的冗余副本产生新的特征。

自上世纪70年代以来，基因复制被认为在生物进化中扮演了主要角色。这些发现对这一理论进行了重要佐证。

这项研究由苏黎世大学的研究人员参与合作的研究发表在PLOS Geics期刊上。

Welle信托基金会研究员、牛津大学动物学教授Craig MacLean说道，新特征的出现，如翅膀和花在生物多样性的进化过程中起到了一个关键作用。，通常很难理解是哪些基因变化了来推动这些进化的。

他们为了攻克这个难题，采用了一个简单的细菌模型系统，让细菌进化出新的能力来研究基因的变化。

研究人员让380个铜绿假单胞菌来进化出新型代谢能力，如分解新型糖分的能力，这让研究人员有机会见到实时发生的进化。

在30天的进化后，他们对已经产生新型代谢特征的细菌基因组进行排序。他们发现，主要是参与转录和代谢的基因发生了突变，然后在绿脓杆菌基因副本上进化出新的代谢特征。

为什么是在基因副本上进化呢？因为基因副本可以让细菌产生出新的代谢功能而不影响现有的功能。这个发现意味着，前面的基因复制很可能成为未来的基因进化的主要因素。

MacLean教授补充道“我们研究的主要观点是，基因的冗余副本的作用可以让细菌进化出新的特征，而不用牺牲已经有的特征。换句话说，冗余副本的作用就是给细菌的进化来使用的”。

像动物和植物这样的高等生物，基因副本由现有的基因自动复制产生，相反的是，细菌倾向于从临近的其他细菌身上获取基因副本，这样的水平基因交换相当于细菌之间的性行为。

这些发现为支持基因复制在进化过程中的作用提供了重要的经验证据，并且他们表示，这项研究对预测致病菌在临床上性状的进化能力，如毒性和抗生素抗性，也有非常重要的作用。