科学家以“分子时间旅行”再现古老进化过程(2)

　　复杂结构代替多功能

　　“复杂性的增加是由于蛋白质功能的损失而不是获得。这虽然违反直觉，却很容易理解。”桑顿说，“正像在社会中，个人和机构放弃了多功能而转向依靠专业化的社会分工，随着能力范围的日益狭小而造成了整个社会的日益复杂。”

　　为了检验这一点，研究人员设计了一套祖先蛋白，融合了每一个定向发展的子代功能。在环状体结构中，复制前的祖先蛋白占了6个可能位置中的5个，而每个复制基因6个位置全被占满，由此丧失了填补空位的能力，所以要发挥整体功能这后两个基因都变得必不可少。实验显示，复制后的蛋白丧失了其与某个环蛋白相互作用的能力。

　　找到了导致复制后子代功能退化的基因变异后，他们在祖先蛋白中重新引入发生了历史性变异后的基因，结果发现，每个子代只需一次变异就丧失了同样的功能，从而引发了引入第三种环蛋白的需求。

　　研究人员推测，祖先蛋白的功能被分割开来，分别赋予了子代副本，复杂性的增加是为了补偿祖先蛋白功能上的损失，而不是获得了新功能。

　　“这种增加复杂性的机制非常简单而普遍。因为在细胞中，基因被频繁地复制，而复制过程中很容易出错，使得蛋白质和它们的搭档之间丧失配合。”桑顿解释说，“这和精确设计的机器完全不同。分子机器是碰巧彼此连在一起的分子群，是在进化过程中为了修补漏洞而匆忙拼凑的，在功能上退化了，由于帮助我们的祖先生存下来而被幸运地保留。”

　　研究人员提出，简单的积累，长期以来的退行性改变，在今天的生物体中形成了许多复杂的分子机器。这种机制并不符合所谓的“不可简化的复杂性”这一智能设计概念，分子机器太过复杂就无法在进化中再上台阶