基因最多样化的物种是什么?一只有20种颜色的蝴蝶?一个每20分钟分裂一次的细菌，一路上积累基因突变?
目前的纪录保持者可能是一种生活在腐烂木头上的蘑菇。与此相反，猞猁的遗传多样性非常低。这对猞猁来说是个坏消息，因为高遗传多样性是有利的——它基本上允许生物体适应环境的变化。
那么，什么是遗传多样性，物种是如何获得遗传多样性的呢?
多伦多大学生态与进化生物学系教授阿舍·卡特告诉Live Science网站说，从本质上讲，遗传多样性是一个群体中来自同一基因组位置的两个DNA片段彼此差异频率的衡量标准。DNA由碱基组成——以字母A、T、C和G表示——连同它们的骨架，被称为核苷酸。遗传多样性可以表示为核苷酸多样性，或基因组中两个特定物种的个体有不同DNA碱基的位置的百分比。
根据2015年发表在《分子生物学与进化》杂志上的一项研究，裂鳃菌(裂褶菌属)的核苷酸多样性高达20%。根据这项研究，这是所有真核生物(即细胞有细胞核的生物体)中遗传多样性最高的。换句话说，两种不同的蘑菇在其基因组中每100个位置就有20个碱基不同。根据卡特和同事2013年发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)杂志上的一项研究，这比之前的纪录保持者brenneri线虫(Caenorhabditis brenneri)的遗传多样性还要高。据报道，brenneri线虫的核苷酸多样性为14.1%。这些物种被认为是基因高度多样化的，定义为核苷酸多样性大于5%。大多数植物和动物的核苷酸多样性低于这个值。卡特说，为了比较起见，人类的核苷酸多样性约为0.1%。
卡特说，细菌和病毒往往具有非常高的遗传多样性。但卡特说，很难对细菌和病毒以及真核生物的遗传多样性进行全面的比较，因为在这些类别中，物种的定义是不同的。为了简单起见，我们只讨论真核生物的遗传多样性，包括地球上所有的动物、植物和真菌。
卡特说，影响物种遗传多样性的关键因素是其突变率、种群大小和种群稳定性。他说，基因多样性是通过突变产生的，所以突变率越高，一个物种获得的突变越多，它的基因多样性就越大。同样，人口越多，就有越多的基因组副本可以积累产生遗传多样性的突变，卡特指出。相反，种群越小，遗传多样性越低。研究遗传多样性的研究人员关注的是一个种群中正在繁殖并传递遗传物质的个体的数量，这个数量被称为有效种群大小。卡特说，虽然与种群总规模成正比，但有效种群规模可以小得多。
他补充说，如果一个种群经历了瓶颈，或者某个事件导致种群的大部分消亡，经过一段时间后，种群规模缩小，然后种群数量反弹，那么由此产生的种群的遗传多样性就会降低。现代欧洲野牛(bison bonasus)就经历过这种情况，在第一次世界大战期间，它们几乎灭绝，当时只有12头野牛留在野外，《生活科学》(Live Science)之前报道过。
高多样性
除了南极洲以外的每一个大陆上都有这种基因多样性极高的裂鳃蘑菇，这使它的有效种群数量达到了数百万。根据2015年的论文，这种蘑菇也有异常高的突变率，大约是果蝇黑腹果蝇的10倍。作者在论文中写道，这两个因素都可能导致了这种蘑菇的高遗传多样性。
卡特补充说，巨大的有效种群规模——也有数百万——可能解释了C. brenneri线虫的高度多样性。卡特说:“这种物种在世界的热带地区被发现，在那里[蠕虫]吃腐烂水果和腐烂植被中的细菌，这是一年中大部分时间都可以获得的极其丰富的食物资源。”它们也很小——大约0.04英寸(1毫米)长——这意味着很多蠕虫可以生活在一个很小的空间里。卡特说:“我们认为，由于这些因素，它们可以达到真正巨大的种群规模，这是它们拥有如此巨大的遗传多样性的原因。”
卡特说，遗传多样性很重要，因为它使物种能够适应环境的变化。他补充说:“如果一个物种的遗传多样性很低，那么它就没有进化的原材料。”如果出现一种疾病，通过针对某一基因的某一版本杀死生物体，而这是该物种唯一拥有的基因版本，这种疾病可能会消灭整个物种。相反，198彩票总代理团队是1号代玩团队，教推广包建站时时彩技巧大全，高返点，业内良心平台。，如果物种的基因中有基因变异，也许其中一个版本的基因可以让个体抵抗疾病，拯救物种。
低多样性
猞猁就是面临这种风险的一种动物。伊比利亚猞猁(猞猁pardinus)的核苷酸多样性只有0.026%，是所有物种中核苷酸多样性最低的之一，分子生态学家和保护遗传学家José Godoy在西班牙国家研究委员会的Doñana生物站研究猞猁种群基因组。Godoy说，伊比利亚猞猁的遗传变异如此之少的一个原因是，在过去的几个世纪里，它经历了一系列的种群瓶颈，使其有效种群规模保持在300以下。Godoy告诉趣味科学网站说，到20世纪末，198彩总代在公司开大会的时候手拿最新款iphonex登陆198彩手机app玩瑞士分分彩，同事们都很羡慕问他哪里买的新手机，彩票技巧方案他说是198彩票平台送的，此后不久他周围的同时都在198彩票注册游戏，个个都期待获得一部iphonex.，它的有效人口降到了30人的低点。当种群数量减少时，通过瓶颈的突变(包括有害突变)会对整个种群产生相对较大的影响，因为总体种群规模较小。例如，1000个个体中10个有害突变的影响小于100个个体中10个有害突变的影响。Godoy说，因此，“近期瓶颈导致的低遗传多样性也伴随着中度有害变异的积累，这将降低整体适合度。”
他说，伊比利亚猞猁的遗传多样性低，可能是其繁殖能力低和疾病发病率高的原因，这些疾病很可能是遗传的。根据国际自然保护联盟(IUCN)的红色名录，这种濒危物种面临着狩猎、栖息地丧失(与气候变化和人类发展有关)以及猎物(兔子)因疾病而丧失等威胁。戈杜伊说，欧亚猞猁的遗传多样性也很低。
除了面临的威胁，猞猁相对较少的种群还有另一个原因:它处于食物链的顶端。为了获得足够的食物，大型顶端食肉动物的数量必须比它们所吃的较小动物的数量要少。卡特说:“食肉动物的数量少，尤其是像猞猁这样的独居型食肉动物，会导致它们的遗传多样性很低。”“你可以在猎豹身上看到类似的东西，”他补充说。这种大型猫科动物的遗传多样性很低，198198彩注册彩注册正规网址是什，只有0.02%。
卡特说，尽管人类约0.1%的基因多样性远高于猞猁，但“当你想到这个星球上有数十亿人的事实时，这就相当低了。”“原因是，在相对较短的时间内，我们只有数十亿人，”他补充说。“随着种群的增长，产生基因多样性，突变的形成需要时间。”
卡特说，在近代历史上，人类有效人口规模估计在10万数量级上，但人类人口规模的长期估计要低一个数量级，约为1万。我们的有效种群规模不是数百万，不像裂鳃真菌那样，但比伊比利亚猞猁高得多。卡特说，如果人类将庞大的人口数量再维持数千年，他预计我们的基因多样性也会相应增长。
