探索蜜蜂基因組密碼（上篇）
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蜜蜂最近成為了第三種加入基因組測序俱樂部的昆蟲。這讓科學家得以一窺蜜蜂社會令人驚嘆的秘密，并有助于揭開蜜蜂的身世之謎。 自從人類基因組工程進入收尾階段，隨著測序技術的進步，越來越多的生物加入了基因組測序俱樂部。從病毒到楊樹再到小鼠和黑猩猩，越來越多的基因組序列為科學家提供了珍貴的信息，這也讓關于基因組測序的新聞變得不那么引人注目了。 如果說人類基因組計劃啟動之初曾經被比作生物學的登月計劃，那么今天一種生物基因組測序的完成可能不過是一次普通的太空旅行。但是，上個月科學家公布的一種生物的基因組序列似乎有著不同尋常的意義，盡管這個故事的主角——蜜蜂——似乎微不足道。 2002年，美國國立衛生研究院把西方蜜蜂（Apis mellifera）列入了優先測序的物種名單。2004年，第一份蜜蜂基因組的草圖公布。在今年10月26日出版的《自然》雜志上，來自13個國家數十個科研機構的將近200名科學家組成的蜜蜂基因組測序聯盟，公布了他們對蜜蜂基因組的測序結果和分析。 這組科學家用4年的時間，測定了這個擁有約2．36億個堿基對的蜜蜂基因組（相當于人類基因組的不到1／10），一共辨別出了超過1萬個基因。在蜜蜂基因組測序的基礎上，科學家已經對蜜蜂進行了多項研究。在同一周出版的《科學》、《美國科學院學報》和《基因組研究》雜志上，分別發表了數篇相關研究的論文，涉及蜜蜂的進化歷史、生理特點以及社會行為。蜜蜂基因組測序負責人之一、美國休斯敦貝勒醫學院的喬治.韋恩斯托克（George Weinstock）對《科學》雜志說，對蜜蜂社會行為的理解才是蜜蜂基因組測序的最大回報。 從非洲起飛 人類和蜜蜂互動的歷史至少可以追溯到數千年前。在距今7000年前的巖洞壁畫上，可以看到人類從野生蜂巢中收集蜂蜜的場景。蜜蜂的馴化給人類帶來了許多好處，最直接的就是蜂蜜這種可口的食物。此外，由于蜜蜂是一種授粉昆蟲，它對于人類的農業也有重要的意義。 但是蜜蜂起源于何時何地？此前學者大多認為蜜蜂起源于亞洲。美國生物學家E.O.威爾遜（E．O．Wilson）在30多年前提出：非洲是蜜蜂的故鄉，這個理論直到今天才得到驗證。憑借新的蜜蜂基因組，美國伊利諾依大學香檳分校的生物學家查爾斯.維特菲爾德（Charles Whitfield）和他的同事追蹤了蜜蜂的身世。他們分析了蜜蜂基因組的1000多個單核苷酸多態現象（DNA上單個“字母”的突變），結果發現蜜蜂曾經兩次“走出非洲”——恰如人類起源于非洲然后逐漸遷徙到歐亞大陸和美洲大陸。 他們發現，一股蜜蜂移民從非洲進入西班牙，然后遷徙到了中歐和俄羅斯，另一股蜜蜂移民則從非洲來到了南歐地區，然后進入了亞洲。這兩個蜜蜂群體雖然同在歐洲，它們的親緣關系卻較遠。 蜜蜂傳入美洲大陸則是在較為晚近的時候，最早可追溯到17世紀早期。50年前的1956年，南美洲的巴西引入了一種非洲蜜蜂——就是后來著名的“殺人蜂”。這些非洲蜜蜂逐漸取代了當地的“歐洲”蜜蜂，成為第三次“走出非洲”的蜜蜂。 在今年10月6日出版的《美國科學院學報》上，美國康奈爾大學的蜜蜂專家布萊恩.丹福斯（Bryan Danforth）等人公布了他們對于蜜蜂家譜的研究成果。在比較了蜜蜂的5個基因和數十種野蜂和胡蜂的對應基因后，他們發現蜜蜂最有可能起源于非洲。 蜜蜂更早的身世還有待科學家探索。至少，科學家已經排列出了蜜蜂同其他膜翅目昆蟲的進化樹（也就大致確定了這些昆蟲之間親緣關系的遠近），這項成果發表在今年11月出版的《基因組研究》雜志上。此外，科學家還在10月27日出版的《科學》雜志上報告了他們發現的一塊來自緬甸的野蜂琥珀化石——這塊年齡大約1億年的琥珀中包裹著一只野蜂。科學家從這個野蜂化石中發現了它用于采集花粉的身體結構——這顯示出蜜蜂從以其他動物為食的捕食者進化成了授粉者。這樣，蜜蜂的起源可以一直追溯到恐龍時代。
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