「少即是多」：科學家揭示基因損失如何驅動生物進化新視角

傳統上，生物進化常被認為是複雜性增加與新基因獲取的過程。然而，隨著基因組時代的到來，科學家發現，基因損失與簡化在物種進化中發生的頻率遠超以往認知。這些過程不僅沒有阻礙生物適應，反而可能成為推動新生物適應性的關鍵機制。

這種看似違反直覺的進化機制——基因層面的「少即是多」——如今揭示了一個令人驚訝的維度。它與新興的「少，但更多」進化概念相契合，其特徵是大規模基因損失後，透過基因複製進行廣泛擴充套件。這項研究由巴塞隆納大學生物學院遺傳學部門與生物多樣性研究所（IRBio）主導，並有沖繩科學技術研究所（OIST）團隊參與，成果發表於《分子生物學與進化》期刊。

研究團隊發現，基因損失與複製在生物進化中具有巨大的潛力，能夠驅動遺傳變異與適應性。研究領導者、巴塞隆納大學遺傳、微生物與統計學系進化與發展（Evo-Devo）研究小組成員Cristian Cañestro指出，基因損失是一種廣泛存在的機制，被稱為「少即是多」假說，能夠產生遺傳變異與生物適應性。

這項研究聚焦於海洋浮游生物Oikopleura dioica的基因組，這是一種屬於被囊動物的自由生活物種，與脊椎動物有密切的進化關係。研究團隊重建了纖維母細胞生長因子（FGF）基因家族的進化歷史，發現基因損失將FGF基因家族從八個減少到僅剩兩個：Fgf9/16/20與Fgf11/12/13/14家族。這些倖存的亞家族在進化過程中複製，最終在O. dioica中形成了十個基因。

研究第一作者Gaspar Sánchez-Serna解釋，Fgf9/16/20與Fgf11/12/13/14可能代表了具有分泌與細胞內功能的最小亞家族集合，並揭示了FGF系統進化的重要資訊。這些基因損失與複製的變化，促成了不同自由生活被囊動物物種之間的形態分歧。

研究還發現，來自不同地區的O. dioica在FGF基因結構上存在差異，這為這些快速進化的族群如何成為隱蔽物種提供了首個分子證據。Cañestro總結道：「『少，但更多』的進化模型幫助我們理解，有時失去反而為後續的獲得開闢了新可能性，因此，損失是推動新適應性進化起源的必要條件。」

這項研究不僅為FGF基因家族的進化提供了新視角，也為理解生物多樣性與進化創新提供了重要啟示。