演化在很多人眼中，都是一些至少數以千年才可見到的生物特徵改變過程，不過最新刊於《分子生態學 (Molecular Ecology) 》的研究發現，原本居於加州海岸的硬頭鱒 (Steelhead trout) ，在 1890 年代被漁民引入至密歇根湖後，成功完全生活於淡水水體之中的秘密，是與其基因轉移有關。

硬頭鱒原有生活習性與三文魚極為類似，都是生於遠離海洋數以百公里的河道，然後待在太平洋中直至成年；當繁殖季節來臨時，成年鱒魚就會回到出生地生育下一代。而硬頭鱒近親虹鱒 (Rainbow trout) 則同樣是淡水魚，多數出現於北美洲北部和太平洋西岸的淡水水體。

為了解為何硬頭鱒能適應這個巨大的棲息地轉變，美國普渡大學演化生物學家 Mark Christie 的研究團隊，從 264 條硬頭鱒成功排序基因組，並再進利分析。這些硬頭鱒部份來自同為初代密歇根湖硬頭鱒的加州海岸，另一些則為 1983-1998 年於密歇根湖捕捉的淡水硬頭鱒。

當對比現代生活於海水的硬頭鱒與密歇根湖硬頭鱒後，團隊發現兩者有 3 個區域的 DNA 有所不同。其中兩個是與維持體內鹽度平衡有關，因為淡水硬頭鱒需要額外攝取鹽份，正常硬頭鱒則要從體內移除鹽份，這兩種完全相反的鹽份運用需要不同版本的基因。另一個受影響的 DNA 區域是關乎傷口癒合速度，這可能有助密歇根湖硬頭鱒從寄生的七鰓鰻 (lamprey) 感染後更快復原，這些寄生物都常見於該湖之中。

團隊指，初代密歇根湖硬頭鱒死亡數字數以百計，但殘存的硬頭鱒成功繁衍，很有可能與湖中其他被引入的淡水魚雜交有關，雜交令硬頭鱒數量與基因多樣性得以提升，在該湖健康生活至今。

不過，基因到底為何這樣快速改變到合適居於淡水的版本？ Christie 指，無證據顯示硬頭鱒曾與虹鱒雜交以獲得所需基因，牠們未曾出現過，亦不需基因突變。因為初代淡水硬頭鱒已有合適基因，這些硬頭鱒要做的只是生存下去，繁衍下一代，其餘的則因為無法適應新環境，最終被自然淘汰不能將其基因遺傳到後代。

德國馬克斯普朗克學會旗下 Friedrich Miescher 實驗室的研究亦曾於 2012 年發現，棘背魚有類似的基因轉移，能從海水水體移居到淡水水體之中。未有參與研究的美國基因學家 Michael Blouin 指，研究突顯出如果生物有合適基因的話，可快速適應新環境的特性。去年，曾有研究團隊發現美國德州與墨西哥邊境的綠安樂蜥 (Anolis carolinensis) 為抵抗寒流在一個月內在基因上出現演化，改變其肌肉與神經系統。

來源：
Science, This saltwater trout evolved to live in freshwater—in just 100 years, 1 June 2018

報告：
Willoughby, J.R., Harder, A.M., Tennessen, J.A. & et al. (2018). Rapid genetic adaptation to a novel environment despite a genome‐wide reduction in genetic diversity. Molecular Ecology, first published 26 May 2018. doi:10.1111/mec.14726

文／Alan Chiu 、審核／Edward Ho