動植物如何竊取其他物種DNA，以加速進化歷程？
新浪科技訊 北京時間4月30日消息，長期以來，動植物進化是科學領域的一個未解謎團，許多專家猜測它們會從其他物種竊取基因來加速進化過程。生物學家格雷戈·孟德爾從事多年生物基因研究，他在捷克布爾諾市修道院花園裏進行了甜豌豆種植實驗，爲我們理解現代遺傳學和遺傳理論奠定了基礎，他在19世紀獲得的研究成果有助於科學家確定動物雙親將自己的遺傳信息傳遞給後代。目前，他的最新研究表明，植物的基因來源並不簡單，除了遺傳之外，它們還可能從其他物種竊取基因，從而加速進化歷程。
這個假設理論構成了我們對生物進化的理解基礎，但我們現在知道，該過程並非“空穴來風”，一些種植最廣泛的作物可能正在通過竊取基因悄然補充它們的基因，從而篡改整個生物系統，近日發表在《新植物學家雜誌》的一項最新研究表明，生物竊取其他物種基因的現象是真實的，草本植物就是實例。
草類植物並非生物竊取其他物種基因的唯一罪魁禍首，在這方面，細菌是“主謀”，它們能夠自由地從環境中吸收遺傳信息，該過程被稱爲“橫向基因轉移”，並被認爲在抗生素耐藥性等特徵傳播中發揮了重要作用。
儘管科學家們最初認爲這一過程僅限於細菌，但後期越來越多的動物和植物實驗證實了它們也參與該過程，例如：蚜蟲可以身體合成一種紅色真菌色素來避免被捕食，蘑菇可以共享遺傳指令來合成具有影響神經系統的化合物，白蠅可以利用宿主植物作爲防禦屏障。
神祕的基因轉移
草本植物是最重要的生態和經濟植物羣，它們覆蓋了全球陸地面積的20-40%，全球種植最廣泛的幾種草本植物包括水稻、玉米、小麥、甘蔗等，生物學家孟德爾的最新研究首次表明，橫向基因轉移在草本植物中廣泛存在，並且在野生和栽培物種中都有發生。
孟德爾指出，我們的發現是基於基因分析研究，它將有助於我們追蹤世界各地17種草本植物的基因組中每個基因的起源，正如預期的那樣，絕大多數草本植物的基因與被發現的物種具有相同的進化歷史，這表明它們是“代代相傳”，然而，我們發現了100多個物種和基因的進化歷史存在差異。
該結果表明，這些基因在被轉移到受體的基因組之前，曾在另一種遠親草本物種中存在過。我們知道物種基因邊界具有交叉滲透性，而物種雜交可能是密切相關的生物體之間繁衍的結果，雜交和橫向基因轉移最終會產生類似的效果，產生可能有利也可能不利於物種生存的新基因組合。
然而，橫向基因轉移不是一個生殖過程，因此它潛在連接生命進化樹中更深層次的分支，促進遺傳物質跨越更廣泛的進化距離，在草本植物之間轉移的基因具有與能量生產、耐受性和抗病相關的功能，這可能會讓它們長得更大、更高和更強壯，從而賦予它們一定的進化優勢。
在17種禾本科作物（包括玉米、穀子和小麥）中，有13種的基因組檢測到外源DNA，最重要的問題是，這些基因是如何在物種之間轉移的？事實上，我們並不知道，可能永遠不會確定這些基因的轉移情況，因爲有幾個潛在的機制，而且可能涉及不止一個。
畢竟物種進化是發生在數千年甚至數百萬年前的事情，但是，在當前根莖草本物種中，轉移基因的物種數量有了顯著的增長，根莖結構是植物一種不斷進化的結果，可使植物無性繁殖（根莖作爲植物的一部分可用於生成新的植株）。DNA轉移到根莖可通過地下植物物種之間的直接接觸實現，也可能通過根莖融合形成，有趣的是，近期科學家觀察到DNA在菸草植株之間轉移。
當植物進行無性繁殖時，任何轉移至根莖的外來DNA都會在它們子代所有細胞中複製，隨後這些外來DNA會進入遺傳細胞系統（將其遺傳物質傳遞給後代的細胞），並在子代植株開花和產生種子的時候逐代遺傳下來。
轉基因爭議
這項最新研究結果表明，草本植物已對自身進行了基因改造，這是否是支持或者反對轉基因植物進化理論的有效證據，取決於人們對該轉基因爭議的主觀意識。
如果草本植物能很自然地進化——竊取其他物種的DNA，那麼我們爲什麼不能對植物進行轉基因培育呢？這項研究表明，基因可以在草本物種之間自由轉移，不論它們的親緣關係有多密切，因此，任何插入轉基因草本植物的基因最終都可能進入“野生”草本物種，產生所謂的“超級雜草”。
最終，如果我們能確定橫向基因轉移是如何在草本植物中發生的，我們就可以利用該過程，從而能自然地改造農作物，使它們更能抵禦氣候變化產生的影響。（葉傾城）