来自病毒的遗传物质插入脊椎动物祖先的基因组，使得闪电般快速的电脉冲成为可能，从而赋予了有脊椎动物智慧。

查尔斯·达尔文提出，演化是由生物体在变化的环境中具有生存优势的渐进变异驱动的。但马里兰大学的演化生物学家Karen Carleton说，科学家长期以来一直在努力解决一个难题：“演化可以突然发生，正如史蒂芬·杰伊·古尔德在间断平衡理论中所描述的那样。”问题一直是：这是如何发生的？

一个典型的例子是髓磷脂的突然出现，这种神经纤维上的多层鞘改变了神经冲动的传导方式，并大幅提高了这些冲动的传输速度。髓磷脂在5亿年前出现的脊椎动物中突然出现。在脊椎动物出现之前的祖先谱系中，没有发现它的任何痕迹。一项发表在《细胞》期刊上的新研究为这个长期存在的谜团提供了一个答案：制造髓磷脂的遗传指令是通过病毒感染被插入我们脊椎动物祖先的DNA中的。

髓磷脂：脊椎动物认知能力飞跃的关键

髓磷脂可以说是动物王国中神经系统有史以来最重大的进步。与无脊椎动物相比，脊椎动物（例如狗、海豚和人类）在认知能力上的巨大飞跃，很大程度上归功于信息在体内长距离传输速度的大幅提升。

奇怪的是，在身体（施万细胞）和大脑（少突胶质细胞）中，包裹神经纤维的髓磷脂是由完全不同的细胞完成的。如果髓磷脂在周围和中枢神经系统中独立演化，那么系统中任何一个部分的传输延迟都会削弱其优势。但髓磷脂随着脊椎动物的演化，在大脑和身体中同时完全成形。所有这些都提出了一个问题：髓磷脂从何而来？

逆转录病毒：髓磷脂突然出现的催化剂

这项研究报告了一种称为逆转录病毒的病毒在促成髓鞘形成出现过程中的参与。逆转录病毒通过逆转基因读取的顺序来进行这种基因劫持。它们将RNA注入感染的细胞，作为制造病毒蛋白的代码。这种RNA被转化为DNA，并被插入细胞的基因组中。当细胞将该 rogue DNA 代码读出为RNA时，它会无意中制造出外来病毒蛋白。

有时，病毒感染会产生意想不到的好处，病毒基因的突变片段会永久固定在生物体的DNA中，并可以代代相传。这些外来DNA片段通常不再制造病毒蛋白。然而，它们通过结合基因旁边的DNA区域以及控制基因是否表达的细胞核中的蛋白质，对哪些基因被读出以制造蛋白质产生强大影响。令人惊讶的是，哺乳动物中40% 的DNA由这些逆转录病毒感染的 remnants 组成。

RetroMyelin：髓磷脂起源的关键

英国的髓磷脂生物学家Robin Franklin和同事在报告中指出，他们已经在所有脊椎动物（七鳃鳗除外）中识别出一个逆转录病毒元件。研究人员将这个数百万年前插入脊椎动物共同祖先基因组的元件命名为RetroMyelin。他们已经证明，它刺激了在中枢和周围神经系统中制造髓磷脂所必需的蛋白质的合成。

当他们在小鼠细胞、斑马鱼幼虫和蝌蚪中阻断RetroMyelin时，髓磷脂在很大程度上未能形成。进一步的实验揭示了阻断RetroMyelin如何阻碍髓磷脂的产生。髓磷脂中的一种关键蛋白MBP对形成髓鞘至关重要。研究人员表明，RetroMyelin锁定一种称为SOX10的蛋白质，这是一种激活MBP基因DNA读取的转录因子。RetroMyelin刺激SOX10，作为响应，细胞开始产生大量MBP来制造髓磷脂。

逆转录病毒：演化的强大引擎

“这是一项非常有趣的研究，它确定了髓鞘形成中的一个重要因素，”德国哥廷根马克斯·普朗克多学科科学研究所的髓磷脂研究员Klaus-Armin Nave说，“但严格来看，关于这种逆转录病毒感染是开启脊椎动物髓鞘形成的开关的结论是基于相关性的。”髓鞘形成是一个非常复杂的过程，他说，这必须需要许多不同的蛋白质和基因调控机制。

逆转录病毒可以成为演化的强大引擎，而髓磷脂似乎是最引人注目的例子之一。在逆转录病毒发现一百年后，以及一位22岁的博物学家开始他为期五年的环球航行两个世纪后，分子生物学现在正在通过阐明某些性状看似凭空出现的方式，来应对达尔文在其重大演化理论中 grappling 的难题。