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(cè)序俱樂部的昆蟲。這讓科學(xué)家得以一窺蜜蜂社會(huì)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(jìn)入收尾階段，隨著測(cè)序技術(shù)的進(jìn)步，越來越多的生物加入了基因組測(cè)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(xué)家提供了珍貴的信息，這也讓關(guān)于基因組測(cè)序的新聞變得不那么引人注目了。 如果說人類基因組計(jì)劃啟動(dòng)之初曾經(jīng)被比作生物學(xué)的登月計(jì)劃，那么今天一種生物基因組測(cè)序的完成可能不過是一次普通的太空旅行。但是，上個(gè)月科學(xué)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(gè)故事的主角——蜜蜂——似乎微不足道。 2002年，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院把西方蜜蜂（Apis mellifera）列入了優(yōu)先測(cè)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(gè)國(guó)家數(shù)十個(gè)科研機(jī)構(gòu)的將近200名科學(xué)家組成的蜜蜂基因組測(cè)序聯(lián)盟，公布了他們對(duì)蜜蜂基因組的測(cè)序結(jié)果和分析。 這組科學(xué)家用4年的時(shí)間，測(cè)定了這個(gè)擁有約2．36億個(gè)堿基對(duì)的蜜蜂基因組（相當(dāng)于人類基因組的不到1／10），一共辨別出了超過1萬個(gè)基因。在蜜蜂基因組測(cè)序的基礎(chǔ)上，科學(xué)家已經(jīng)對(duì)蜜蜂進(jìn)行了多項(xiàng)研究。在同一周出版的《科學(xué)》、《美國(guó)科學(xué)院學(xué)報(bào)》和《基因組研究》雜志上，分別發(fā)表了數(shù)篇相關(guān)研究的論文，涉及蜜蜂的進(jìn)化歷史、生理特點(diǎn)以及社會(huì)行為。蜜蜂基因組測(cè)序負(fù)責(zé)人之一、美國(guó)休斯敦貝勒醫(yī)學(xué)院的喬治.韋恩斯托克（George Weinstock）對(duì)《科學(xué)》雜志說，對(duì)蜜蜂社會(huì)行為的理解才是蜜蜂基因組測(cè)序的最大回報(bào)。 從非洲起飛 人類和蜜蜂互動(dòng)的歷史至少可以追溯到數(shù)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(chǎng)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(duì)于人類的農(nóng)業(yè)也有重要的意義。 但是蜜蜂起源于何時(shí)何地？此前學(xué)者大多認(rèn)為蜜蜂起源于亞洲。美國(guó)生物學(xué)家E.O.威爾遜（E．O．Wilson）在30多年前提出：非洲是蜜蜂的故鄉(xiāng)，這個(gè)理論直到今天才得到驗(yàn)證。憑借新的蜜蜂基因組，美國(guó)伊利諾依大學(xué)香檳分校的生物學(xué)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(gè)單核苷酸多態(tài)現(xiàn)象（DNA上單個(gè)“字母”的突變），結(jié)果發(fā)現(xiàn)蜜蜂曾經(jīng)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(fā)現(xiàn)，一股蜜蜂移民從非洲進(jìn)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(qū)，然后進(jìn)入了亞洲。這兩個(gè)蜜蜂群體雖然同在歐洲，它們的親緣關(guān)系卻較遠(yuǎn)。 蜜蜂傳入美洲大陸則是在較為晚近的時(shí)候，最早可追溯到17世紀(jì)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(dāng)?shù)氐?ldquo;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(guó)科學(xué)院學(xué)報(bào)》上，美國(guó)康奈爾大學(xué)的蜜蜂專家布萊恩.丹福斯（Bryan Danforth）等人公布了他們對(duì)于蜜蜂家譜的研究成果。在比較了蜜蜂的5個(gè)基因和數(shù)十種野蜂和胡蜂的對(duì)應(yīng)基因后，他們發(fā)現(xiàn)蜜蜂最有可能起源于非洲。 蜜蜂更早的身世還有待科學(xué)家探索。至少，科學(xué)家已經(jīng)排列出了蜜蜂同其他膜翅目昆蟲的進(jìn)化樹（也就大致確定了這些昆蟲之間親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近），這項(xiàng)成果發(fā)表在今年11月出版的《基因組研究》雜志上。此外，科學(xué)家還在10月27日出版的《科學(xué)》雜志上報(bào)告了他們發(fā)現(xiàn)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?？茖W(xué)家從這個(gè)野蜂化石中發(fā)現(xiàn)了它用于采集花粉的身體結(jié)構(gòu)——這顯示出蜜蜂從以其他動(dòng)物為食的捕食者進(jìn)化成了授粉者。這樣，蜜蜂的起源可以一直追溯到恐龍時(shí)代。