种群|进化过程中只有适者生存？地球古老居民给出另一种可能

遗传漂变是不同基因型个体生育的子代个体数有所变动而导致的基因频率随机波动。对比自然选择，遗传漂变是一种随机发生的基因改变，对小种群的基因库影响很大。例如，在一个种群中，某种基因的频率为1% ，如果这个种群有100万个个体，含这种基因的个体就有成千上万个。如果这个种群只有50个个体，那么就只有1个个体具有这种基因。
早在几亿年前就生活在地球上的原绿球藻被认为是海洋重要的初级生产者，其通过光合作用每年可固定约40亿吨碳，为海洋碳汇作出重要贡献。
一直以来，学界默认原绿球藻的进化适应过程主要是自然选择的结果。这一固有认知于近期被打破。厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室（MEL）张瑶教授团队与香港中文大学罗海伟教授团队合作，历经4年实验研究发现，在原绿球藻进化过程中，人们所熟知的自然选择并不如传统认知的那么重要，而一直被忽略的遗传漂变发挥着关键作用。该研究成果在国际期刊《自然·生态与进化》上刊发。
不同环境原绿球藻拥有不同特征
被称为海洋初级生产者的原绿球藻吸收并利用阳光中的能量，从水中分离出氧和氢，使氧气开始在大气中积累，让原本“缺氧”的地球迎来了繁荣的“大氧化”时代，为后续生物进化的高速发展提供了重要条件。其“祖先”早在约25亿年前就开始进化，并在许多方面改变了地球。
在漫长的历史中，原绿球藻遵循怎样的进化机制？弄清这个问题，能够帮助人类更好理解海洋生态循环，绿色利用资源。
基因的不断变化促成了物种进化。目前较为普遍的观点认为，物种基因改变主要归因为自然选择，即适者生存，进化过程中有利的个体差异和变异被保存下来，而那些有害变异则被自然所淘汰。原绿球藻拥有巨大的种群数量和广泛的海洋地理分布，多年来，学界也一直默认自然选择在原绿球藻进化适应过程中极其有效。
然而，张瑶教授团队最新研究发现，原绿球藻虽分布广泛，但不同的小生境被拥有不同代谢特点的孤立种群所占据，各种群之间彼此孤立，不发生基因交流，种群内部基因重组水平较低。 “就像是生活在不同地区的人群，会为了适应其所在的环境而拥有不同的特征。 ”张瑶进一步解释，在原绿球藻进化过程中，人们所熟知的自然选择并不如传统认知的那么重要，而一直被忽略的遗传漂变发挥着关键作用。
遗传漂变是不同基因型个体生育的子代个体数有所变动而导致的基因频率随机波动。对比自然选择，遗传漂变是一种随机发生的基因改变，对小种群的基因库影响很大。例如，在一个种群中，某种基因的频率为1% ，如果这个种群有100万个个体，含这种基因的个体就有成千上万个。如果这个种群只有50个个体，那么就只有1个个体具有这种基因。在这种情况下，由于这个个体可能偶然死亡或没有交配，这种基因在种群中消失的概率极大。按照固有观点，自然界较少有很小的种群，因此遗传漂变可能发生的频率很低。近年来，有研究观点认为，很多种群并不是一个大群体，而是由很多个小种群组成的，彼此存在基因流的集合种群。考量这些小种群进化过程时，遗传漂变则产生不小的作用。
此次这项研究则表明，原绿球藻有效种群规模并不是学界默认的那么大，而是小于许多典型的海洋自由生活菌，因此遗传漂变在原绿球藻进化过程中发挥着关键作用。
那么，如何对生活在海洋中、体积微小的原绿球藻进行研究？如何认识其有效种群规模？有效种群规模又是怎样帮助我们了解原绿球藻进化方式的？

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