几十年来，进化生物学中的“分子进化中性理论”认为，大多数基因突变是中性的，即既无害也无益，因此能够随机固定下来。然而，密歇根大学张建之教授团队的一项最新研究对这一理论提出了挑战，发现有益突变的出现频率远高于此前理论的预测，但由于环境的动态变化，这些突变往往在固定之前就被淘汰。

挑战“中性理论”

“分子进化中性理论”由日本生物学家木村资生于20世纪60年代提出，认为自然选择会清除有害突变，而有益突变极为罕见，因此大多数被固定的突变是中性的。然而，张建之教授的研究表明，有益突变的比例实际上超过1%，远高于中性理论的预测。这意味着基因进化的速率本应更快，但自然界的实际观察结果却与此不符。

环境变化：进化的“搅局者”

研究团队发现，环境的动态变化是导致这一现象的关键因素。在恒定环境中，有益突变更容易固定，而在不断变化的环境中，有益突变可能因环境的改变而变得有害，从而在固定之前被淘汰。为了验证这一假设，研究者设计了实验，比较了两组酵母的进化过程：一组在恒定环境中进化了800代，另一组则在包含10种不同培养液的动态环境中进化了800代。

实验结果显示，动态环境中的有益突变固定率显著低于恒定环境组。尽管有益突变仍然发生，但环境变化使得它们难以固定。张建之教授解释道，“我们发现，即使在特定环境中观察到大量有益突变，它们也可能因为环境变化而无法最终固定。”

提出新理论：拮抗多效性下的适应性追踪

基于实验结果，研究团队提出了“拮抗多效性下的适应性追踪”理论。该理论认为，自然种群无法完全适应快速变化的环境，而是始终处于追赶状态。这一理论对人类基因的研究也具有重要启示：我们的基因可能并非完全适应现代环境，而是受到人类历史中多种环境的共同塑造。一些在过去环境中有益的突变，可能在现代环境中表现为不适。

这一研究不仅挑战了经典的进化生物学理论，还为理解基因如何在动态环境中进化提供了新的视角。

参考信息
“Adaptive tracking with antagonistic pleiotropy results in seemingly neutral molecular evolution” by Siliang Song et al., 14 November 2025, Nature Ecology & Evolution.
DOI: 10.1038/s41559-025-02887-1