達爾文的生命之樹也許更像灌木叢

Darwin's Tree of Life May Be More Like a Thicket
http://www.physorg.com/news152274071.html
http://www.newscientist.com/article/mg20126921.600

January 27th, 2009 by Lisa Zyga

(PhysOrg.com) -- 在《物種原始（On the Origin of Species，大陸譯：物種起源）》中，達爾文（Darwin）以生命樹（tree of life）的圖像來說明物種如何從另一種演化成這一種。即便在今日，分枝從較低的分枝（代表祖先）萌發，許多人仍如此看待物種的演化。

然而，演化生物學家知道這幅圖像並非如此清晰已有段時間了。New Scientist 在最近一篇專題報導中調查了生物學家當前的看法 -- 生物不僅會將特徵（traits）傳給他們的後代，還有可能傳遞給其他活著的生物 -- 並指出根除「生命樹」也許是生物學中革命性變化的開始。

「演化不像生命樹那樣明確」這種可能性，對生物學家而言並非嶄新的點子，不過那正從各種研究緩慢興起。在 1950 年代以及之後的數十年，DNA、RNA 的發現以及蛋白質的定序，揭露那些一度被認為在樹上彼此相近的物種，事實上卻相當不同... 就分子而言。在 90 年代早期，科學家希望基因定序能幫助他們拼湊出生命樹，不過所呈現的卻是相互矛盾的結果。例如，某些基於他們的 DNA 為密切相關的物種，若基於其 RNA 則根本八竿子打不著。

為了要理解這些衝突，生物學家得要重新建構達爾文的樹，那假設生物主要會將他們的特徵傳給他們的後代。除了這種「垂直的」基因轉移外，生物也有可能透過「水平的」基因轉移與其他生物共享特徵，或甚至藉由與其他物種繁殖來產生遺傳上的混種。

水平轉移與雜交（hybridization）將導致「生命網」，與一些物種共享某些特徵與其他則否，一如分子證據所示。或許，生命樹如同 W. Ford Doolittle 所言，僅是人類用以分類大自然的一種方法。

今天，生物學家對於水平基因轉移在演化中是否扮演顯著的角色，或著僅添加雜訊，使得生命樹複雜的分枝難以定奪，仍有歧異。某些科學家認為，水平基因轉移也許精確地解釋了簡單生物，例如細菌、古菌（archaea）以及如阿米巴原蟲那種原核生物（prokaryotes）的演化，而複雜動物則垂直演化。不過考慮到這些簡單生物佔了所有物種的 90%，且已存在 38 億年，多細胞生物不過是從 6 億 3 千萬年前才開始出現，複雜生物的線性樹也許更像整個（生命）網上的小分枝。

但更加新近的證據指出，複雜生物也有一段水平基因轉移與雜交的演化歷史。病毒似乎時常從某一基因組將 DNA 剪下、貼上到另一個基因組上；在人類這邊，我們的基因有多達半數以上都是由病毒「平行輸入」。此外，雜交也比先前所認為的更加常見。證據甚至顯示，早期的智人（Homo sapiens ）也許已經與某些已滅絕的相關物種雜交過，例如直立人（Homo erectus）與尼安德塔人（Neanderthals）。

儘管這些相互關連使得演化比原本所想的要更加複雜，不過垂直過程仍能漂亮地解釋多細胞生物如何彼此相關 -- 所以這棵樹仍相當有用，不過僅在某部份，而非全部。更顯著的是，理解演化分枝的複雜性也許顯露出生物學整體遠比所見更加複雜。如同 New Scientist 所指，生物學的領域與 1900 前後的物理學非常類似 -- 就在相對論開創性的發現以及量子力學改革這個領域以及我們看待世界的方式之前。

※ 人類或許更像是演化使上的「意外」。相關報導：

＊ Paleontologist reflects on Darwinian connections
http://www.physorg.com/news152548220.html

＊ 創世第八天 - 二十世紀分子生物學革命
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