แกะที่เข้มกว่านั้นใหญ่กว่า แต่ตอนนี้เราเรียนรู้แล้วว่าทำไมพวกมันถึงไม่ดีขึ้น
แกะ Soay ที่อาศัยอยู่ในป่าบนเกาะ Hirtaสล็อตแตกง่าย ของสกอตแลนด์มีสองสี: สีน้ำตาลอ่อนและสีน้ำตาลเข้ม นักวิจัยรู้ว่าแกะดำตัวใหญ่กว่าแกะตัวสว่าง ยกนำ้หนักพิเศษแปลเป็นข้อได้เปรียบในการอยู่รอดและการสืบพันธุ์ในฤดูหนาว จอน สเลตแห่งมหาวิทยาลัยเชฟฟิลด์ในอังกฤษกล่าวว่า “เราคาดว่า [แกะดำ] จะมีความถี่เพิ่มขึ้นในช่วงเวลา 20 ปี”ไม่เป็นเช่นนั้น Slate และผู้ทำงานร่วมกัน กล่าว ใน Science 18 มกราคม นักชีววิทยาได้เก็บบันทึกเกี่ยวกับประชากร Hirta ตั้งแต่ปี 1985 และแกะดำตัวใหญ่ไม่ได้ครอบครองประชากร การวิเคราะห์การขึ้นและลงของสีแสดงให้เห็นว่าแกะเคลือบสีเข้มกลายเป็นเรื่องธรรมดาน้อยลง
ทีมวิเคราะห์รายละเอียดรูปแบบการถ่ายทอดทางพันธุกรรมโดยใช้วิธีการที่คล้ายกับของนักพันธุศาสตร์ในการค้นหายีนของโรค ปรากฎว่าขนาดใหญ่ไม่ใช่ลักษณะเดียวที่ส่งผ่านมาพร้อมกับเสื้อคลุมสีเข้ม นักวิจัยรายงาน นักวิจัยรายงานว่าการดึงข้อมูลพันธุกรรมอื่น ๆ บางส่วนและบ่อนทำลายความได้เปรียบด้านขนาดโดยการลดความสำเร็จในการสืบพันธุ์ในแกะด้วยยีนที่มีขนสีเข้ม 2 ชุด Slate กล่าวว่างานนี้เน้นถึงความสำคัญของการค้นหายีนที่เกี่ยวข้องอย่างแน่นหนาเมื่อพยายามทำนายชะตากรรมวิวัฒนาการของลักษณะ
เมื่อเร็ว ๆ นี้กลุ่มของ Kingsley ได้ค้นพบว่าสปีชีส์ stickleback บางตัวที่สูญเสียหนามก็สูญเสียส่วนหนึ่งของแผงควบคุมที่เปิดใช้งาน PITX1 ในกระดูกเชิงกราน Kingsley บอกนักข่าววิทยาศาสตร์ที่รวมตัวกันที่ Palo Alto รัฐแคลิฟอร์เนียในการฟื้นฟูสวิตช์ที่หายไปในเดือนตุลาคมในการประชุมที่ได้รับการสนับสนุนจากสภาเพื่อความก้าวหน้าของการเขียนวิทยาศาสตร์
John “Trey” Fondon III นักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการจาก University of Texas at Arlington กล่าวว่า “นั่นคือ ‘i’ ที่จำเป็นต้องมีจุด “เรามีหลักฐานเชิงสถานการณ์ที่ดีจริงๆ บางประการสำหรับวิวัฒนาการด้านกฎระเบียบ cis แต่ข้อมูลยังขาดไป เล็กน้อยที่เราเรียกว่า ‘ถูกท้าทายเชิงประจักษ์’”
ปลาไม่ใช่สัตว์ชนิดเดียวที่ให้หลักฐานว่าวิวัฒนาการทำงานอย่างไรในยีน
ฟอนดอนและคนอื่นๆ หันไปหาเพื่อนที่ดีที่สุดของมนุษย์เพื่อค้นหาว่ายีนมีอิทธิพลต่อรูปร่าง ขนาด พฤติกรรม และลักษณะอื่นๆ ของร่างกายอย่างไร สุนัขมีรูปแบบที่หลากหลายอย่างน่าประหลาดใจ โดยที่สุนัขที่ตัวเล็กที่สุดคือชิวาวาที่มีน้ำหนักไม่เกิน 6 ปอนด์ และสายพันธุ์ที่ใหญ่ที่สุดที่มีน้ำหนักมากกว่า 100 ปอนด์
กลุ่มนักวิทยาศาสตร์จากสถาบันสุขภาพแห่งชาติและผู้ทำงานร่วมกันได้ตรวจสอบขนาดร่างกายในสุนัขไปจนถึงการเปลี่ยนแปลงของยีนที่คล้ายอินซูลิน (IGF1) ภายในยีนเอง นักวิจัยพบว่าไม่มีความแตกต่างระหว่างสุนัขขนาดใหญ่และสุนัขขนาดเล็ก แต่สายพันธุ์สุนัขที่มีน้ำหนักน้อยกว่า 20 ปอนด์มีการเปลี่ยนแปลงทั่วไปในแผงควบคุม IGF1 ทำให้ปริมาณโปรตีนที่ผลิตได้เปลี่ยนแปลงไป นักวิจัยรายงานในปี 2550
Kingsley อ้างถึงการค้นพบ IGF1 เป็นหลักฐานเพิ่มเติมว่าการเปลี่ยนแปลงในพื้นที่ควบคุมสามารถอธิบายความแตกต่างอย่างมากในรูปร่างและขนาดของร่างกาย แต่ฟอนดอนบอกว่าเขายังไม่พร้อมที่จะกลืน
ตรงกันข้ามกับทฤษฎี cis-regulatory ฟอนดอนและเพื่อนร่วมงานของเขาได้พบหลักฐานว่าการดัดแปลงปัจจัยการถอดรหัสสามารถเปลี่ยนลักษณะเฉพาะได้โดยไม่มีผลร้ายต่อสิ่งมีชีวิตทั้งหมด ทีมงานมุ่งเน้นไปที่การทำซ้ำของกรดอะมิโนภายในโปรตีน โปรตีนทำงานเหมือนกับมีด Swiss Army ที่มีเครื่องมือต่างๆ ผูกเข้าด้วยกันในชุดเดียว กรดอะมิโนที่ทำซ้ำมักจะพบระหว่างกรดอะมิโนที่สร้างเครื่องมือแต่ละอย่าง ฟอนดอนให้เหตุผลว่าการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยจำนวนกรดอะมิโนที่ทำซ้ำ ซึ่งแต่ละอันถูกเข้ารหัสโดยลำดับดีเอ็นเอสามตัวอักษรซ้ำๆ อาจเปลี่ยนการทำงานของโปรตีนอย่างละเอียด ทำให้เกิดตัวแปรที่สามารถนำไปทดสอบวิวัฒนาการได้
แต่ฟอนดอนตระหนักว่าสมมติฐานก็มีจุดอ่อนเช่นกัน: การทำซ้ำใน DNA มีแนวโน้มที่จะกลายพันธุ์ในอัตราที่สูง กลไกที่ทำซ้ำ DNA จะสูญเสียตำแหน่งเมื่ออ่านตัวอักษรเดียวกันซ้ำแล้วซ้ำอีก บางครั้งก็หลุดและข้ามการทำซ้ำหรือเพิ่มความพิเศษ อัตราการกลายพันธุ์ที่สูงอาจเป็นอันตรายได้เนื่องจากมีโอกาสเกิดข้อผิดพลาดร้ายแรงขึ้น ในบางครอบครัว DNA triplet ที่เพิ่มขึ้นซ้ำในยีนของโปรตีน huntingtin สามารถนำไปสู่โรคฮันติงตัน บ่อยครั้งที่จำนวนการเกิดซ้ำเพิ่มขึ้นในแต่ละรุ่นทำให้คนเป็นโรคนี้เมื่ออายุน้อยกว่าและอายุน้อยกว่า
“ฉันคิดว่าการคัดเลือกจะไม่ทนต่อเรื่องไร้สาระแบบนี้ในยีนของเรา” ฟอนดอนกล่าว
แต่เมื่อเขาสร้างโปรแกรมคอมพิวเตอร์เพื่อค้นหายีนในสุนัขที่มีการทำซ้ำดังกล่าว เขาพบตัวเลขที่น่าประหลาดใจ “ครึ่งบนของรายการคือผู้ที่พัฒนา” เขากล่าว รายการนี้รวมถึงยีนที่ควบคุมการพัฒนาของกระดูกและยีน homeobox ซึ่งเข้ารหัสปัจจัยการถอดรหัสที่ควบคุมการสร้างร่างกายของสัตว์ แยกหัวจากหางและด้านหลังออกจากด้านหน้า และชี้นำตำแหน่งของแขนขาและส่วนต่อท้าย ยีนเหล่านี้พบได้ในสัตว์เกือบทุกชนิดบนโลก ตั้งแต่ฟองน้ำจนถึงมนุษย์ แม้แต่เชื้อราและพืชก็มียีน homeobox บางรูปแบบ
การขยายและการหดตัวของจำนวนกรดอะมิโนที่ทำซ้ำในยีน homeobox บางตัวดูเหมือนว่าจะทำให้สายพันธุ์สุนัขมีลักษณะเฉพาะบางอย่างสล็อตแตกง่าย
