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AI思辨日报 · Wednesday · 10 min

切尔诺贝利的狗,真的在“进化”吗?

在乌克兰的切尔诺贝利核电站附近,生活着一群狗。据《连线》西班牙语版报道,科学家发现它们的基因组——也就是一整套遗传信息——和许多其他狗不一样。最近,一项发表在科学期刊《Genes》上的研究,想弄清楚这种差别是怎么来的。 小标题:两个地点,两个“基因世界” 研究团队把核电站周围的狗,和大约16公里外切尔诺贝利市区的狗做了比较,也把它们和世界其他地方的狗群做了比较。结果很惊人:切尔诺贝利市区的狗,竟然和加拉帕戈斯群岛的狗更相似,反而和核电站附近的狗差别很大。北卡罗来纳州立大学博士后、论文第一作者梅根·狄龙说,这种对比本身就很极端。 小标题:不是“随机”就能解释 一个狗群的基因会变化,可能来自随机漂变,也可能来自自然选择。随机漂变可以理解为“碰巧”。如果只是随机变化,两个狗群的差别会这么大吗?这项研究发现,单靠随机机会解释不了两个狗群的差别,核电站附近的狗似乎经历了自然选择。狄龙说,她第一次做这些分析时甚至停下来确认自己有没有算错,因为结果“非常有趣、非常令人意外”。 自然选择的意思是:某些基因版本让个体更容易生存和繁殖,这些版本就可能在后代中变得更常见。研究还发现,受到最强选择压力的基因组区域,和DNA修复、免疫、细胞存活等功能有关。换句话说,这些差异可能和环境压力下的生存有关。 不过,这不等于说,辐射直接给狗制造了新突变。研究人员认为,这些基因版本很可能原本就存在于当地狗群中,只是在过去40年里变得更常见。狄龙说,核电站这群狗最早的“祖先群体”也许本来就带着一套能忍受严酷条件的“基因工具箱”。既然不一定是新突变,那变化是怎么发生的?答案可能是:有优势的旧版本被自然选择留下了。 小标题:辐射不是唯一可能 科学家还不能说,这些基因变化一定和辐射有关。辐射看起来像最容易想到的解释,但狄龙提醒,虽然找到了自然选择的证据,也找到了和生物功能相关的基因,但仍不能把原因直接扣在狗接触过的辐射上。切尔诺贝利的狗是当年疏散时被留下的宠物的后代。自1986年核事故后,它们还要面对乌克兰严酷的冬天,以及重金属、农药等其他污染物。狄龙说,很多污染物留下的“信号”和影响很相似,因素太多,很难只挑出一个变量。 研究还缺少“纵向样本”——也就是能展示狗群几十年间如何变化的连续样本。论文资深作者、北卡罗来纳州立大学基因组学教授马修·布林说,这几乎像只看到一张静止照片,却要猜照片之前发生了什么。他认为,最初几年可能是最关键的时期;如果发生过选择,那很可能就在那时。但科学家无法回到1986年去采样,因为当时连一种生物的全基因组都没有被测序过。布林回忆,那时他还是英国的研究生,曾参与在山坡上收集羊的样本,因为放射性云团飘过西欧;当年的数据看不出什么,但技术已经进步了,那些羊也没有在核事故中心生活好几代。 小标题:隔离区也成了野生动物避难所 核事故近40年后,切尔诺贝利隔离区成了野生动物的栖息地。狼、鹿、野猪和猞猁在区域里活动,研究人员认为这很大程度上和人类活动减少有关。有些动物,比如狼,也出现了和狗类似的基因组差异。布林说,这展示了自然对人类造成的灾难事件的韧性:你把一个系统推向一个方向,它可能回应、反弹,或者走向另一条路。如果辐射不是唯一原因,科学家接下来该怎么找答案?这仍需要更多研究。 总的来说,这项研究支持一个结论:自然选择可能参与了切尔诺贝利附近狗群的基因差异。但究竟是哪种环境因素在起作用,这些基因版本是否真的带来优势,科学家还没有答案。这篇报道最初发表于《连线》西班牙语版,由西班牙语翻译,Anna Rogers 补充报道。

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在乌克兰的切尔诺贝利核电站附近,生活着一群狗。据《连线》西班牙语版报道,科学家发现它们的基因组——也就是一整套遗传信息——和许多其他狗不一样。最近,一项发表在科学期刊《Genes》上的研究,想弄清楚这种差别是怎么来的。

小标题:两个地点,两个“基因世界”
研究团队把核电站周围的狗,和大约16公里外切尔诺贝利市区的狗做了比较,也把它们和世界其他地方的狗群做了比较。结果很惊人:切尔诺贝利市区的狗,竟然和加拉帕戈斯群岛的狗更相似,反而和核电站附近的狗差别很大。北卡罗来纳州立大学博士后、论文第一作者梅根·狄龙说,这种对比本身就很极端。

小标题:不是“随机”就能解释
一个狗群的基因会变化,可能来自随机漂变,也可能来自自然选择。随机漂变可以理解为“碰巧”。如果只是随机变化,两个狗群的差别会这么大吗?这项研究发现,单靠随机机会解释不了两个狗群的差别,核电站附近的狗似乎经历了自然选择。狄龙说,她第一次做这些分析时甚至停下来确认自己有没有算错,因为结果“非常有趣、非常令人意外”。

自然选择的意思是:某些基因版本让个体更容易生存和繁殖,这些版本就可能在后代中变得更常见。研究还发现,受到最强选择压力的基因组区域,和DNA修复、免疫、细胞存活等功能有关。换句话说,这些差异可能和环境压力下的生存有关。

不过,这不等于说,辐射直接给狗制造了新突变。研究人员认为,这些基因版本很可能原本就存在于当地狗群中,只是在过去40年里变得更常见。狄龙说,核电站这群狗最早的“祖先群体”也许本来就带着一套能忍受严酷条件的“基因工具箱”。既然不一定是新突变,那变化是怎么发生的?答案可能是:有优势的旧版本被自然选择留下了。

小标题:辐射不是唯一可能
科学家还不能说,这些基因变化一定和辐射有关。辐射看起来像最容易想到的解释,但狄龙提醒,虽然找到了自然选择的证据,也找到了和生物功能相关的基因,但仍不能把原因直接扣在狗接触过的辐射上。切尔诺贝利的狗是当年疏散时被留下的宠物的后代。自1986年核事故后,它们还要面对乌克兰严酷的冬天,以及重金属、农药等其他污染物。狄龙说,很多污染物留下的“信号”和影响很相似,因素太多,很难只挑出一个变量。

研究还缺少“纵向样本”——也就是能展示狗群几十年间如何变化的连续样本。论文资深作者、北卡罗来纳州立大学基因组学教授马修·布林说,这几乎像只看到一张静止照片,却要猜照片之前发生了什么。他认为,最初几年可能是最关键的时期;如果发生过选择,那很可能就在那时。但科学家无法回到1986年去采样,因为当时连一种生物的全基因组都没有被测序过。布林回忆,那时他还是英国的研究生,曾参与在山坡上收集羊的样本,因为放射性云团飘过西欧;当年的数据看不出什么,但技术已经进步了,那些羊也没有在核事故中心生活好几代。

小标题:隔离区也成了野生动物避难所
核事故近40年后,切尔诺贝利隔离区成了野生动物的栖息地。狼、鹿、野猪和猞猁在区域里活动,研究人员认为这很大程度上和人类活动减少有关。有些动物,比如狼,也出现了和狗类似的基因组差异。布林说,这展示了自然对人类造成的灾难事件的韧性:你把一个系统推向一个方向,它可能回应、反弹,或者走向另一条路。如果辐射不是唯一原因,科学家接下来该怎么找答案?这仍需要更多研究。

总的来说,这项研究支持一个结论:自然选择可能参与了切尔诺贝利附近狗群的基因差异。但究竟是哪种环境因素在起作用,这些基因版本是否真的带来优势,科学家还没有答案。这篇报道最初发表于《连线》西班牙语版,由西班牙语翻译,Anna Rogers 补充报道。