章魚的顯著適應(yīng)性和新的證據(jù)表明它們可以改變從DNA中復(fù)制的信息，這是表觀遺傳學(xué)的一個(gè)例子：通過“高于”DNA的因子修飾基因表達(dá)。

但這是否會(huì)通過自然選擇破壞查爾斯達(dá)爾文的進(jìn)化論?隨著表觀遺傳學(xué)成為討論人類差異和疾病的流行語，這一想法已滲透到大眾媒體中，并被創(chuàng)造論者熱切地采納。

有人聲稱，由環(huán)境影響基因表達(dá)的遺傳變化完全偽造達(dá)爾文的理論，而是有利于讓-巴蒂斯特·拉馬克的長期抹黑的想法，通過使用增強(qiáng)的有利特性向下傳遞給后代。但這是對表觀遺傳學(xué)和進(jìn)化理論的完全誤讀。這是對達(dá)爾文和拉馬克的想法的誤解。

什么是表觀遺傳學(xué)?

表觀遺傳學(xué)不是一個(gè)新概念，甚至是一個(gè)新詞。

康拉德·沃丁頓(Conrad Waddington)在1942年創(chuàng)造了這個(gè)詞，之前我們知道DNA是基因的分子基礎(chǔ)。他提出通過另一個(gè)“表觀遺傳”過程水平差異地打開和關(guān)閉基因，以在發(fā)育中的胚胎中產(chǎn)生不同的細(xì)胞和器官。

我們有許多在動(dòng)物或植物的生命周期內(nèi)發(fā)生的差異基因表達(dá)的例子。

例如，一些人類基因在大腦中開啟，但在腎臟中關(guān)閉，其他人在腎臟中開啟但在血液中開啟。

有些植物可以經(jīng)歷表觀遺傳變化，在幼時(shí)生出堅(jiān)硬的葉子，然后在年齡較大時(shí)切換到更多汁的葉子。在雌性哺乳動(dòng)物的一條X染色體上長期關(guān)閉基因可以補(bǔ)償雄性中只有一個(gè)X的存在。

表觀遺傳學(xué)可以通過阻斷或增強(qiáng)或改變DNA的讀取方式在多個(gè)層面上發(fā)揮作用。這是通過將小分子固定在DNA或其RNA拷貝上來實(shí)現(xiàn)的。所有這些過程都由酶本身控制，這些酶本身就是DNA的產(chǎn)物。

基因作用的一些變化受到環(huán)境的影響。例如，鱷魚和一些海龜?shù)扰佬袆?dòng)物通過卵孵化溫度來確定性別。這會(huì)影響男性或女性決定基因的表達(dá)。

在所有這些情況下，基因的抑制狀態(tài)通過單個(gè)動(dòng)物或植物內(nèi)的細(xì)胞分裂向下傳遞，但通常在蛋或精子中重置，以使其不在世代之間轉(zhuǎn)移。

但我們現(xiàn)在知道幾種情況，其中表觀遺傳狀態(tài)至少部分地延續(xù)到子代中。

例如，小鼠的毛色部分受到與DNA結(jié)合的小分子的控制，這種狀態(tài)由后代遺傳。在人類中，第二次世界大戰(zhàn)后的饑餓似乎通過一種在營養(yǎng)不良的母親的兒童甚至孫子中遺傳的機(jī)制引發(fā)肥胖。

使用或選擇引起的表觀遺傳變化?

拉馬克的觀點(diǎn)通常過于簡化，但他的核心思想是通過使用增強(qiáng)了有利特征，并且這種增強(qiáng)可以由后代繼承。

經(jīng)典引用的例子是一只原始長頸鹿，腿短而頸短。它必須伸展到多汁的葉子，并發(fā)展出更長的四肢和頸部，這種特征傳遞給后代。通過這種方式，后代可以滿足生物體的需求。

達(dá)爾文主義者認(rèn)為，頸部和腿部略長的原型長頸鹿吃得更好，再生更成功，并且有更多的長頸鹿分享它們的骨骼生長基因。

使用誘導(dǎo)的表觀遺傳變化，還是選擇用于?證據(jù)支持后者。

選擇可能有利于增加酶的活性，這些酶將小分子添加到DNA中并形成它們對環(huán)境線索的響應(yīng)。

例如，很容易理解為什么基因表達(dá)的變化使得難以食用的堅(jiān)硬幼葉可能對脆弱的幼苗有利?；蛘咴谂缘腦染色體上滅活基因可以避免兩性之間的有害不平等。

因此，可以選擇基因進(jìn)行表觀遺傳修飾的傾向，就像任何其他達(dá)爾文特征一樣。

關(guān)于章魚的新證據(jù)提供了選擇編輯酶活性升高的良好例子，以及圍繞編輯位點(diǎn)的“可編輯”序列。

這些站點(diǎn)在章魚和魷魚物種之間高度保守，表現(xiàn)出升高的編輯，但在沒有編輯的更遠(yuǎn)的親戚中幾乎不存在。它們集中在參與大腦和章魚神經(jīng)功能的基因中，與這些復(fù)雜生物的智力自然選擇一致。

有證據(jù)表明，在鹽沼植物等物種中選擇了表觀遺傳變化，以產(chǎn)生適應(yīng)不同鹽度的局部適應(yīng)菌株。

在當(dāng)?shù)剡m應(yīng)的橡樹中也記錄了DNA的表觀遺傳修飾。鱷龜?shù)男坌陨a(chǎn)溫度不同，以保持較溫暖和較涼爽地區(qū)的穩(wěn)定性別比。

有大量證據(jù)表明在動(dòng)物和植物中選擇了遺傳特征的表觀遺傳調(diào)節(jié)。這些變化利用了現(xiàn)有的可遺傳的遺傳變異，并被傳遞。這使得人口可以響應(yīng)環(huán)境挑戰(zhàn)而發(fā)展。

因此，我們可以很容易地將表觀遺傳學(xué)作為可遺傳的自然變異的另一個(gè)來源，以解釋種群如何變得不同，最終出現(xiàn)新物種。

達(dá)爾文會(huì)喜歡它。事實(shí)上，為了涵蓋獲得性人物可能被遺傳的可能性，他在1868年提出了“泛發(fā)”的概念，其中微小的包裹(“gemmules”)從體細(xì)胞傳遞到生殖組織。

因此，如果事實(shí)證明從經(jīng)驗(yàn)到繼承的信息流為自然選擇提供了更多的變化，那么達(dá)爾文又是正確的。