研究進一步闡明,這些多出來的基因拷貝,大多數並非演化出全新的功能。相反地,它們採取了一種稱為**「亞功能化」(subfunctionalization)** 的策略,也就是將祖先基因原本的多重角色,分割給不同的基因拷貝來各自承擔。同時,「劑量選擇」 的力量也塑造了這個過程,讓祖先時期功能較為廣泛的細胞類型,得以分裂成多個功能更專一的細胞型態。
這項研究深刻揭示了這兩次古老基因體複製事件的影響,絕非曇花一現。論文資深作者、牛津大學的塞巴斯蒂安·希梅爾德教授(Prof. Sebastian Shimeld)總結道:「我們的研究發現揭示了,兩次基因倍增事件為複雜大腦的演化奠定了基礎。透過複製基因體中的每一個基因,大自然獲得了可以被重新利用的原始材料,用以構建新類型的大腦細胞。」 共同作者彼得·霍蘭德教授(Prof. Peter Holland)則補充:「新的大腦細胞需要新的基因。而且不是隨便哪種基因都行——這些正是在第一條魚類於海洋中游泳之前,由DNA意外倍增所產生的多餘基因。」
研究更顯示,即便是在演化上相對晚近的大腦結構(如小腦)中,同源基因依然持續定義著新的細胞類型。這證明了全基因體複製的效應具有系統性深遠影響,在事件發生後的數億年間,持續為脊椎動物大腦細胞類型的演化注入強大動能 。
Shimeld, S. et al., Whole-genome duplication shaped cell-type evolution in the vertebrate brain, Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10629-x
University of Oxford press release, "Ancient genome duplications laid the foundations of complex brains," Phys.org, June 10, 2026.
ORA record (Oxford University Research Archive), preprint abstract for Shimeld et al. (2025/2026).
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