對(duì)于大多數(shù)動(dòng)物,包括我們?nèi)祟悾毖鯉追昼姸际且?。我們的身體雖然可以在無(wú)氧的情況下代謝碳水化合物,但這一過(guò)程會(huì)產(chǎn)生有毒的乳酸;乳酸在體內(nèi)迅速積累,很快達(dá)到致命的濃度。
但金魚和它的野生鯽魚親屬卻已經(jīng)進(jìn)化出一種罕見的適應(yīng)性,它們可以在不呼吸的情況下存活5個(gè)月。冬天在冰凍的池塘里,其他魚類大多窒息而死,它們卻還活得好好的。
經(jīng)過(guò)科學(xué)家的不懈努力,現(xiàn)在我們終于知道其秘訣了:在缺氧的條件下,金魚身上會(huì)制造一組額外的酶,其作用與啤酒酵母菌相似,就是將碳水化合物轉(zhuǎn)化為酒精,而不是乳酸,最后酒精作為廢物通過(guò)鰓排泄出去。
這種適應(yīng)性大約出現(xiàn)于800萬(wàn)年前,是鯉魚和金魚的共同祖先通過(guò)一種叫“全基因組復(fù)制”的過(guò)程進(jìn)化來(lái)的?!叭蚪M復(fù)制”的意思是:當(dāng)一個(gè)生物體在DNA復(fù)制過(guò)程中,因?yàn)榕既坏牟铄e(cuò),一個(gè)基因不小心被多拷貝了一次;此后,這個(gè)額外獲得的基因往往會(huì)被賦予新的用途。
舉個(gè)例子:金魚的祖先原先DNA上只有1個(gè)負(fù)責(zé)有氧代謝的基因A;在一次復(fù)制中出了差錯(cuò),被復(fù)制了兩次,結(jié)果DNA上有了2個(gè)A。一開始它們還是都負(fù)責(zé)有氧代謝,就好像一個(gè)是駕駛員,一個(gè)是備用的副駕。但隨著時(shí)間的推移,金魚祖先在一代代進(jìn)化,DNA上的2個(gè)A也在獨(dú)立地發(fā)生遺傳或變異。過(guò)了數(shù)百萬(wàn)年,第二個(gè)A已變異成A*,其功能是負(fù)責(zé)無(wú)氧代謝了;而第一個(gè)A還是A,繼續(xù)負(fù)責(zé)有氧代謝(因?yàn)槿绻@個(gè)A也變異,那金魚就不能呼吸,不能生存下來(lái),今天也就沒(méi)有金魚這一物種了)。