在过去的20年里，研究人员已经证明，即使没有基因突变，物种和个体细胞的生物特性也可以由环境塑造和遗传，这一结果与达尔文理论的经典解释之一相矛盾。
但是，这些表观的或非遗传的特征是如何被遗传的还不清楚。
现在，在10月27日发表在《细胞报告》(Cell Reports)杂志上的一项研究中，耶鲁大学的科学家们展示了表观遗传机制是如何对酵母基因网络的进化做出实时贡献的。具体地说，通过几代酵母细胞被发现传递基因活性的变化，研究人员诱导。
这一发现有助于解释进化生物学中一个长期存在的问题;长期以来，科学家们一直在争论有机体是否能将其一生获得的特征传递下去。
“基因突变必须是基因网络进化的唯一促进者吗?或者表观遗传机制也能导致稳定的、可遗传的基因表达状态一代又一代地维持下去吗?”耶鲁大学的穆拉特·阿卡问道，他是研究分子、细胞和amp的副教授。他是耶鲁大学系统生物学研究所的教员，也是这篇论文的资深作者。
在20世纪后半叶的大部分时间里，生物学的学生们被教导，帮助物种适应环境的基因突变会代代相传，最终导致生命的巨大多样性。然而，这一理论存在一个问题:有利的突变非常罕见，而且这种突变引起的生理变化要经过许多代才能在任何给定物种的种群中生根。
上个世纪，科学家们发现，在面对环境变化时，DNA的某些区域并不编码基因，而是调节基因活动。将稳定的基因表达状态传递给后代的概念，使18世纪法国科学家让-巴蒂斯特•拉马克(Jean-Baptiste Lamarck)曾被广泛质疑的理论重新复活。拉马克首先提出了将一生获得的特征遗传下来的理论。
在这项新的研究中，Acar实验室的研究生和共同第一作者罗欣悦和宋瑞杰希望研究表观遗传在单个酵母细胞基因网络活动进化中的作用，这些酵母细胞大约每100分钟进行一次无性繁殖。作为他们的实验模型，他们研究了一个被称为半乳糖利用网络的基因网络，该网络调控了酵母中半乳糖类糖分子的使用。通过每天的细胞分选，他们分离出群体中基因表达水平最低的细胞，并在相同的环境中培养这些细胞7天。
最终，他们发现在7天的隔离期后，表达水平的降低持续了几天，并持续了多代繁殖。基因原因本身不能解释表达减少;耶鲁大学的研究小组发现，表观遗传因素对观察到的变化有贡献。
阿卡说，这些发现表明拉马克的表观遗传对基因网络进化有明显的贡献，而经典的达尔文进化论解释不能单独解释我们的观察结果。他说:“这些发现支持了基因和表观遗传机制需要结合在一个‘进化大统一理论’中的观点。”
其他作者包括马克·霍克斯特拉瑟，尤金·希金斯分子生物物理和生物化学教授，分子、细胞和发育生物学教授，以及博士后助理大卫·莫雷诺和洪-约乌尔·吕。
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