在生命科学领域持续百年的理论之争迎来关键转折。
传统达尔文进化论认为,生物演化依赖随机基因突变与自然选择,而拉马克学说则主张环境压力驱动的适应性改变可遗传。
尽管后者长期被视为"经典错误",但我国科学家最新研究正推动这一认知的根本性变革。
研究团队以我国南北方水稻品种为对象,发现原产热带的水稻在引种至东北寒区后,其耐寒特性不仅显著提升,更能稳定遗传至后代。
深入机制研究表明,这一现象并非源于基因突变,而是低温环境激活了原本被表观遗传标记"沉默"的抗寒基因。
这种环境诱导的表观遗传调控,首次在分子层面验证了生物通过"用进废退"实现跨代适应的可能性。
该发现具有多重科学价值。
从理论层面看,它突破了自然选择与获得性遗传的二元对立,揭示环境压力可通过表观遗传途径直接参与演化进程;在实践领域,为作物定向驯化提供了新思路——通过模拟特定环境"训练"作物激活潜在性状,较传统基因编辑更具可控性。
中国科学院遗传发育所专家指出,该机制可能普遍存在于动植物中,或能解释部分物种在气候变化下的快速适应现象。
值得注意的是,研究同时修正了对拉马克理论的片面认知。
团队强调,表观遗传调控仍需以生物固有遗传物质为基础,实为对达尔文框架的重要补充而非否定。
这种"环境-表观遗传-自然选择"的三元模型,更完整地诠释了生命应对环境挑战的智慧。
前瞻研究表明,该成果将推动三个领域的突破:一是建立环境训练与表观遗传的定量关系,发展精准分子育种技术;二是重新评估生物在极端气候下的适应潜力;三是为医学领域某些跨代疾病研究提供新视角。
农业农村部已启动专项,支持利用该机制培育抗逆作物新品种。
从作物在寒地环境中“被激活”的耐寒潜能,到跨代可延续的性状传递,这项研究提示人们:理解生命演化不能停留在单一机制的解释上,而应在遗传、调控与环境互动的整体框架中把握其复杂性。
把科学发现转化为提升粮食安全与农业韧性的现实能力,既是基础研究的价值所在,也是面向气候变化与生态挑战的必答题。