據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，你知道地球上遺傳多樣性最高的物種是什么嗎？有20種顏色的蝴蝶？還是每20分鐘就分裂一次、不停發(fā)生基因突變的細(xì)菌？

事實(shí)證明，目前的記錄保持者可能是一種生長(zhǎng)在朽木上的菌類(lèi)。與之相對(duì)的是猞猁，它們的遺傳多樣性非常低。這對(duì)猞猁來(lái)說(shuō)可不是個(gè)好消息，因?yàn)檩^高的遺傳多樣性意味著生物可以更好地適應(yīng)環(huán)境，因此對(duì)生物是有利的。

遺傳多樣性究竟是什么？物種怎樣才能提高自己的遺傳多樣性呢？

從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，遺傳多樣性衡量的是同一種族內(nèi)出現(xiàn)不同等位基因的概率。DNA由堿基構(gòu)成，用字母A、T、C、G代表。堿基加上一個(gè)支持結(jié)構(gòu)，就構(gòu)成了核苷酸。遺傳多樣性可以表達(dá)為核苷酸多樣性，或者同屬某物種的兩個(gè)生物的基因組中、擁有不同DNA堿基的位置占比。

2015年發(fā)表的一項(xiàng)研究指出，裂褶菌的核苷酸多樣性高達(dá)20%，是目前已知遺傳多樣性最高的真核生物（即細(xì)胞中擁有細(xì)胞核的生物）。換句話說(shuō)，在兩株裂褶菌的基因組中，平均每100個(gè)點(diǎn)位上，就有20個(gè)點(diǎn)位的DNA堿基彼此不同。這比此前的紀(jì)錄保持者——布倫納隱桿線蟲(chóng)還要高，該線蟲(chóng)的核苷酸多樣性為14.1%。二者的核苷酸多樣性均高于5%，因此均被視為擁有“超高遺傳多樣性”的物種。大多數(shù)動(dòng)植物的核苷酸多樣性都低于此值。例如，人類(lèi)的核苷酸多樣性就僅有0.1%。

細(xì)菌和病毒的遺傳多樣性一般都很高，但很難把病毒與細(xì)菌和真核生物放在一起比較，因?yàn)樗鼈儗儆诓煌奈锓N類(lèi)別。為了簡(jiǎn)化問(wèn)題，我們?cè)谶@里將僅討論真核生物，即地球上的所有動(dòng)物、植物和真菌。

可能影響物種遺傳多樣性的因素，包括突變率、種群大小以及種群穩(wěn)定性。遺傳多樣性是隨著突變?cè)黾拥模虼送蛔兟试礁?、某個(gè)物種發(fā)生的突變?cè)蕉啵溥z傳多樣性就越高。類(lèi)似地，一個(gè)種群規(guī)模越大，基因組就越多，因此累積的突變也越多，最終遺傳多樣性就越高。反過(guò)來(lái)，某個(gè)種群越小，遺傳多樣性就應(yīng)當(dāng)越低。研究遺傳多樣性的科學(xué)家主要關(guān)注種群內(nèi)正在繁殖、能夠傳遞遺傳物質(zhì)的個(gè)體數(shù)量，由于這類(lèi)個(gè)體在種群內(nèi)僅占一部分，真正有效的種群規(guī)?？赡鼙缺砻嫔线€要小得多。

假如某個(gè)種群正在經(jīng)歷“瓶頸期”，或是在某起事故中損失了大半成員，那么這個(gè)種群會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)一直保持小規(guī)模，但最終總能恢復(fù)到之前的大小。但新的種群中的遺傳多樣性會(huì)變得相對(duì)較低?，F(xiàn)代歐洲野牛就有過(guò)這樣的經(jīng)歷，它們?cè)谝粦?zhàn)期間近乎滅絕，野生環(huán)境中一度只剩下12頭。

高多樣性

除了南極洲之外，裂褶菌在各個(gè)大洲上的遺傳多樣性都高得驚人。這是因?yàn)樗鼈兊挠行锓N規(guī)模非常大，可以達(dá)到百千萬(wàn)級(jí)。它們的突變率也高得離奇，約為果蠅的10倍。這兩點(diǎn)因素也許都對(duì)裂褶菌的超高遺傳多樣性作出了貢獻(xiàn)。

布倫納隱桿線蟲(chóng)的超高遺傳多樣性或許也可以用較大的有效物種規(guī)模（同樣為百千萬(wàn)級(jí)）來(lái)解釋?！霸撐锓N生活在熱帶地區(qū)，以腐爛果蔬中的細(xì)菌為食，全年的食物來(lái)源都極為豐富?！彼鼈兊膫€(gè)頭也很小，只有1毫米長(zhǎng)，意味著一處狹小的空間內(nèi)可以容下多條布倫娜隱桿線蟲(chóng)。由于這些因素，它們的物種規(guī)模可以達(dá)到超大水平，這也對(duì)它們的遺傳多樣性起到了助長(zhǎng)作用。

遺傳多樣性很重要，因?yàn)樗梢詭椭镞m應(yīng)環(huán)境。如果某個(gè)物種遺傳多樣性很低，就沒(méi)有進(jìn)化操作的“原材料”了。假如某種疾病只會(huì)殺死擁有某個(gè)特定基因的生物，而某物種又只有這一種等位基因，整個(gè)物種便會(huì)遭到滅頂之災(zāi)。相反，假如該物種還擁有該基因的變種版本，也許某個(gè)變種便對(duì)這種疾病具有抵抗力，從而使該物種免于滅絕。

低多樣性

猞猁如今就面臨著這樣的風(fēng)險(xiǎn)。伊比利亞猞猁的核苷酸多樣性僅為0.026%，是已知所有物種中最低的。伊比利亞猞猁的遺傳多樣性之所以如此低，是因?yàn)樗鼈冊(cè)谧罱鼛讉€(gè)世紀(jì)里經(jīng)歷了一系列種群發(fā)展的瓶頸期，因此有效種群規(guī)模一直維持在300以下。當(dāng)種群規(guī)?？s小時(shí)，基因突變（也包括有害突變）對(duì)整個(gè)種群的影響就會(huì)變大。例如，假如同樣是發(fā)生了10個(gè)有害突變，包含1000個(gè)個(gè)體的種群受到的影響就會(huì)比只有100個(gè)個(gè)體的種群要小。因此，當(dāng)近期經(jīng)歷了瓶頸期、導(dǎo)致種群遺傳多樣性較低時(shí)，有害的基因突變也會(huì)隨之累積，使種群整體遭到削弱。

伊比利亞猞猁的超低遺傳多樣性或許是造成該物種繁殖率低、患病率高的原因，并且這些病很可能是遺傳病。這種瀕危物種會(huì)面臨捕獵、棲息地減少（與氣候變化和人類(lèi)發(fā)展均相關(guān)）、獵物減少等一系列威脅，除了伊比利亞猞猁之外，歐亞猞猁的遺傳多樣性也很低。

除了這些威脅之外，猞猁種群規(guī)模小還有另外一個(gè)原因：它們處在食物鏈頂端。為了獲取足夠的食物，捕獵者的種群規(guī)模必須比獵物要小。食肉動(dòng)物數(shù)量本來(lái)就比較少，再加上猞猁屬于獨(dú)居動(dòng)物，導(dǎo)致它們的遺傳多樣性非常低，獵豹的情況也很類(lèi)似，遺傳多樣性僅有0.02%。

盡管人類(lèi)的遺傳多樣性（0.1%）比猞猁高得多，但想想全球有幾十億人，這個(gè)比例其實(shí)相當(dāng)?shù)?。造成這一現(xiàn)象的原因是，這幾十億人都是在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的。而種群內(nèi)的突變要想累積到一定水平、足以造成遺傳多樣性，并非一朝一夕之功。

據(jù)估算，近代人類(lèi)的有效種群規(guī)模應(yīng)為10萬(wàn)級(jí)。但對(duì)人類(lèi)種群規(guī)模的長(zhǎng)期預(yù)判則要低上一級(jí)，可能為萬(wàn)級(jí)。我們的有效種群規(guī)模雖不比裂褶菌，但也比伊比利亞猞猁高得多。如果我們目前的人口數(shù)量再保持幾千年或幾萬(wàn)年，我們的遺傳多樣性也會(huì)相應(yīng)增長(zhǎng)。