1859年，达尔文在《物种起源》中首次提出“演化论”观点，世界上现存的数百万个物种，是从大约30多亿年前的原始生命开始不断演化的结果。中国民间流传着“同姓的人500年前是一家”的说法。他们可以根据毛发、血液等痕迹，通过基因检测技术来确认犯罪嫌疑人的身份。自20世纪70年代以来，基因测序技术已经成为打开基因宝藏的金钥匙，帮助我们揭开了无数令人惊叹的生命奥秘。......
2023-10-28
长寿密码：揭示基因科普的秘密
【摘要】：银杏的寿命极为惊人。银杏被称为活化石，是有道理的。无论外界环境怎样变化，银杏以不变应万变，这种无为而治的态度可以从银杏的基因窥见一斑。银杏的基因组大小超过10Gb，是人类的三倍之多。随后，再靠着自身携带的元件，插入宿主细胞的染色体，成为宿主基因的一部分。银杏基因组里的冗余部分，有四分之三都是LTR干的好事。然而银杏奉行“无为而治”的生活态度，对这些冗余视而不见。银杏的淡定无为，也有道理。
银杏的寿命极为惊人。目前，已知的世界上最古老的银杏树在我国贵州福泉，树龄约有5000年到6000年。而有“中华银杏王”和“天下银杏第一树”之称的两棵古银杏树，分别位于我国贵州长顺和山东莒县，树龄都在4000多年。
岁月流转，银杏见证了数不清的物换星移、盛衰兴亡。曾经鲜活的巨型蜘蛛和巨型蜻蜓湮灭在石炭纪燃煤之中，曾经威震这颗星球的恐龙消失殆尽，各种哺乳动物在树下嬉闹，各色鸟儿在枝叶间翻飞……直至人类成为大地的新主宰。
历尽无数的幻灭和新生，银杏如同一位缄默的老者，又饱含着澎湃的生命之力，伫立在这亿万年的孤独与喧嚣之中。
银杏被称为活化石，是有道理的。在漫长岁月中，银杏演化速度极慢，也没有旁系演化。唯有顺着一条既定的血脉，延续了万千世代。今天的银杏和亿万年前的银杏相比，基本没有变化。
可以说，银杏可以安稳走到今天，靠的是超强的抗逆性[1]。无论外界环境怎样变化，银杏以不变应万变，这种无为而治的态度可以从银杏的基因窥见一斑。
银杏的基因组大小超过10Gb，是人类的三倍之多。对于一种二倍体植物[2]而言，实在是匪夷所思。这是因为在演化过程中，银杏发生过两次全基因组复制事件，并伴有大量LTR（Long Terminal Repeat，即长末端重复序列，基因组里常见的一类来自于逆转录病毒[3]的重复序列）的复制和插入。(www.chuimin.cn)
两次全基因组复制事件，一次发生在所有被子植物中，一次仅仅发生在银杏中。在全基因组复制过程中，银杏的防御机制得到了极大的改善。一方面是具备各种防御功能的基因家族发生了广泛的扩张，另一方面是多重防御机制的加强。比如如何应对昆虫的攻击，既可以合成直接对抗昆虫的化合物，也可以释放吸引昆虫天敌的有机挥发物来间接对抗昆虫。
LTR是逆转录病毒基因组的一部分。这类病毒在植物细胞内捣乱，借用宿主细胞提供的材料进行疯狂的自我复制。随后，再靠着自身携带的元件，插入宿主细胞的染色体，成为宿主基因的一部分。
银杏基因组里的冗余部分，有四分之三都是LTR干的好事。就像电脑用久了要清扫垃圾，大部分生物也会主动清洗LTR。然而银杏奉行“无为而治”的生活态度，对这些冗余视而不见。
所以，银杏基因组乍看颇大，但真正跟自身生存发展有关联的部分并不算多。
银杏的淡定无为，也有道理。任由那些外来序列随机插入自己的基因组里，有可能会形成新的基因，或者带来相关的基因突变，这对于自身演化较慢的银杏来说另有一番意义。而且LTR的不断复制和插入，在某种程度上起到了提前占位的作用，从而避免其他病毒乘虚而入。
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2023-10-28
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