基因相似性揭示生物重复进化出可诱导的防御机制

为应对资源竞争，生物常发展出诱导型攻击行为，即 facultatively 捕食竞争者，极端情况下会形成替代性表型（多型现象）。但多型现象如何进化以应对生态挑战（如竞争者）尚不清楚。本研究利用重复实验进化，让饥饿线虫捕食异种竞争者，探究捕食形态的诱导是否可进化及遗传基础的普遍性。

研究使用具兼性捕食能力的鲨鱼齿线虫（Pristionchus exspectatus），其存在两种形态：捕食型（Eu型，宽口，有可移动牙齿）和微生物取食型（St型，窄口）。Eu型由饥饿和拥挤诱导，在微生物资源有限时更有利。实验将线虫分为对照组（丰富微生物）和捕食组（有限微生物+秀丽隐杆线虫猎物），进化50代。结果显示，捕食组Eu型诱导频率显著提高（雌性71% vs 对照组4%，雄性29% vs 2%），且可塑性阈值进化——即使在祖先环境中，捕食组Eu型诱导也更频繁，表明存在可遗传变化。

基因组分析发现约4000个SNP在两组间呈平行频率变化，显著多于随机配对（P=0.002），形成“平行分化基因组岛”。这些平行变化的等位基因频率偏移虽小，却与捕食形态诱导的大幅改变相关。人工选择实验仅针对捕食型牙齿形态，20代后Eu型接近固定，且其基因组平行分化区域与实验进化高度重叠（39个窗口，P=1×10⁻⁵），表明多型现象进化主要由捕食形态相关基因驱动。

进一步研究发现，T-box转录因子tbx-2上游调控区的特定SNP（影响KLU-1/EGRH-1结合位点）在捕食组中重复选择，导致tbx-2表达升高。CRISPR突变实验证实，该结合位点缺失会降低线虫表型可塑性，说明顺式调控变异影响环境敏感性。

综上，本研究揭示：资源匮乏时，资源多型现象的进化具有可预测性，其基因组平行响应（如tbx-2调控区变异）和表型变化密切相关；而人工选择与实验进化的对比表明，多型现象进化需平衡整体 organism 性能与特定性状选择。