一个物种的单一基因可能导致其他物种灭绝

《科学美国人》的一篇报道：有些物种在它们所居住的环境中扮演着非常重要的角色。海狸建造水坝，形成鱼儿繁衍生息的池塘。海带森林里的水獭吃了足够多的海胆，这样海带就可以生长而不会先被吃掉。这些所谓的基石物种将他们的生态系统维系在一起。但是，如果生态系统不仅取决于单一物种，而且可以由单一基因形成或破坏呢？这一发现可能会对科学家们如何思考生态系统以及其中的物种如何随着时间的推移而持续存在产生影响。

在实验室里，研究人员建立了几个微型生态系统，每个生态系统只有四个物种。处于食物链最底层的是拟南芥（Arabidopsis thaliana），这是一种小型的一年生植物，是生物学家最喜欢研究的生物（其基因组测序早在20多年前就完成了）。在每个生态系统中，这种植物作为两种蚜虫的食物，而蚜虫又反过来喂养一种寄生蜂。每个面包盒大小的生态系统包含多种拟南芥植物。在某些系统中，植物在基因上是相同的－－单一栽培。研究人员把重点放在这些基因上，因为它们能维持脂肪族硫代葡萄糖苷化合物的产生，这种化合物可以阻止饥饿的蚜虫，从而保护植物ds。一些实验生态系统在基因组合的数量上比其他生态系统有更多的变异；研究人员观察植物、蚜虫和黄蜂在每种情况下共存的情况。

正如研究小组预期的那样，拥有更多基因多样性植物的生态系统变得更加稳定。对于每一种具有不同基因组成的植物，研究人员添加到混合植物中，与单一栽培相比，昆虫的灭绝率下降了近20％。但让研究人员震惊的是，这一结果似乎只取决于一个基因。不管多样性如何，如果系统中含有某种AOP2基因变异或等位基因的植物，昆虫的灭绝率下降了29％与没有它的系统相比。基本上，如果你改变AOP2等位基因，你就失去了昆虫。增加遗传多样性对昆虫有帮助，因为它增加了蚜虫遇到带有这种关键基因变异的植物的可能性。同样令人吃惊的是AOP2等位基因影响蚜虫的机制。尽管这种变异改变了植物产生抑制蚜虫化合物的方式，但它也使植物生长得更快。这反过来又使得蚜虫以及依赖蚜虫为食的黄蜂更快地变大。